JP2006304238A - Mac制御方法およびmac制御装置 - Google Patents

Mac制御方法およびmac制御装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 伝送遅延を最小限に抑え、伝送効率の向上または伝送遅延の解消を図る。
【解決手段】 伝送制御を行なうMAC装置に設けられるMAC制御装置であって、通信相手先の無線通信機およびQoSクラスに対応して割り当てられた複数のキューのいずれかにデータユニットが入力されてから経過する時間、または通信相手先の無線通信機およびQoSクラスに対応して割り当てられた複数のキューのいずれかからデータユニットが出力されてから経過する時間を監視するタイマ(322)と、前記時間に基づいて、一つの無線パケットに含まれるデータユニット数として定められた閾値を変更する閾値管理部(326)と、を備える。
【選択図】 図32

Description

本発明は、無線パケットを用いて無線送信を行なう無線送信機に適用されるMAC制御方法およびMAC制御装置に関する。
近年、無線LANにおいて100Mbit/sクラスの高速化が求められている。無線LANの高速化の達成方法の一つとしては、送受信機において複数のアンテナを使用するMIMO方式を用いた方法が有望である。
このMIMO方式を用いた場合、図43に示すように、DATA部の伝送速度は向上する一方、1つの無線パケットあたり一定の情報量を伝送する場合には、プリアンブル部が送信アンテナ数に応じて長くなり、かつDATA部は伝送速度が向上する分短くなるため、時間的に見てデータ送信に使う割合が少なくなる。すなわち、データの伝送効率が悪くなるという問題がある。このように、MIMO方式を用いた場合に、プリアンブル部が送信アンテナ数に応じて長くなることは、特開2002−374224、や特開2003−060604にも記載されている。
そこで、上記MIMO方式を適用した無線LANにおいては、図44に示すように、1つの無線パケットで複数のPSDUを連結し送信することによりデータの伝送効率を上げる方法が検討されている。また、上記の例と同じように、複数のMSDU(MAC Service Data Unit)を連結し、1つのMPDU(MAC Protocol Data Unit)として送信を行なう方法が、特開2003−324445でも提案されている。
ここで、図45に示すように、「PSDU」および「MSDU」については、IEEE802.11aの仕様書であるIEEE Std 802.11a−1999記載の通り、MACに入力されるデータの単位をMSDUと呼び、これを暗号化した後MAC Header、CRC(Cyclic Redundancy Check、またはFCS(Frame Check Sequence))を付加したものをMPDUと呼び、これをPHYに出力したものをPSDUと呼ぶ。このPSDUに対しスクランブル、誤り訂正符号の処理を行ない、復調時に必要となるプリアンブル、signal field(変調方式などの情報を含む)を付加し、変調を行ない、無線媒体に送信可能な形にした後(以下、これを「無線パケット」と呼称する。)、信号の送信を行なうものとする。なお、このような無線パケットを構成するそれぞれのデータのまとまりを、データユニットと呼称する。
また、無線LANの規格の一つであるIEEE802.11eにおける「MAC」の構成は、以下の通りである。図46に示すように、MAC310への入力データは、buffer311に蓄積され、buffer311からはscheduler312の指示により適切なタイミングで適切なAC(Access Category)に属するデータが出力される。この出力データは、暗号化部313により暗号化処理をされた後、MACHeader付加部314によりMAC Headerが付加され、FCS付加部315によってFrame Check Sequenceが付加された後、PHYにデータが出力される。controller316は、制御信号の処理や各ブロックの制御を行なう。また、scheduler312は、タイマに従い、各ブロックの制御を行なう。
また、上記buffer311は図47に示すように構成されている。buffer311に入力されたDATAは、Access Category毎にマッピング処理を行なうMCA部311aにより、AC毎に用意されたキュー311b〜311eに蓄積される。図46に示すscheduler312から送信可能を示す信号が入力された場合は、これら各キューに蓄積されたデータが各CSMA/CA311f〜311iにおける動作により競争を行った後、Internal Collision Resolution311kにより複数キューの送信タイミングが重なった場合には、優先度の高いほうを送信する。なお上記動作の詳細は、IEEE P802.11e/D6.0 November 2003に記載されている通りである。また上記キュー311b〜311eに蓄積されたデータは、ACKにより受信成功が確認された後、消去されるものとする。なお、ここで述べるACとは、Best Effort,Video Probe,Video, VoiceなどQoSのクラスを示すものである。
次に、上記buffer311の動作について図48に示すフローチャートを用いて説明する。先ず、buffer311にデータが入力されると(ステップF1)、この入力されたデータをAC毎に用意されたキューに振り分ける(ステップF2)。次に、ACKにより、受信成功が確認された送信データをキューから削除し(ステップF3)、スケジューラから送信可能信号を受信したかどうかを判断する(ステップF4)。スケジューラから送信可能信号を受信していない場合は、ステップF1へ移行し、スケジューラから送信可能信号を受信した場合は、キュー毎にCSMA/CAの動作を行ない、送信データを選択する(ステップF5)。この後、ステップF5において選択されたデータを送信し(ステップF6)、ステップF1へ移行する。
特開2002−374224 特開2003−060604 特開2003−324445 IEEE Std 802.11a−1999 IEEE P802.11e/D6.0 November 2003
しかしながら、従来の技術のように複数のMSDUを連結した場合には、パケットを無線媒体に送信するまでに多くのMSDUをバッファに蓄えておく必要があるため、図49に示すように、伝送遅延が大きくなる欠点がある。すなわち、図49に示すように、MSDUが1個である場合は、MSDUをバッファに蓄積する必要がないため、処理遅延が少ないのに対し、MSDUを複数連結させる場合は、多くのMSDUをバッファに蓄積させる必要があるため、処理遅延が大きくなってしまう。特に、ストリーミングなど伝送遅延が、伝送品質に大きな影響を与えるものに関しては、伝送遅延を極力小さくする必要がある。伝送遅延を小さくするには、QoS(Quality of Service)を考慮したMSDUの連結数の決定が不可欠となる。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、伝送遅延を最小限に抑え、伝送効率の向上または伝送遅延の解消を図ることができる無線送信方法、無線送信機および無線LANシステムを提供することを目的とする。
(1)上記の目的を達成するため、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明に係るMAC制御方法は、通信相手先の無線通信機およびQoSクラスに対応して割り当てられた複数のキューのいずれかにデータユニットが入力されてから経過する時間、または通信相手先の無線通信機およびQoSクラスに対応して割り当てられた複数のキューのいずれかからデータユニットが出力されてから経過する時間を監視し、前記時間に基づいて、一つの無線パケットに含まれるデータユニット数として定められた閾値を変更し、前記各キューに蓄積されたデータユニット数が、前記変更後の閾値を超えたかどうかを判定し、いずれかの前記キューにおいて蓄積されたデータユニット数が前記変更後の閾値を超えた場合、前記蓄積されたデータユニットを出力することを特徴としている。
このように、データユニットがいずれかのキューに入力または出力されてから経過した時間に基づいて閾値を変更するので、アプリケーションから入力されるデータユニットのレートが一定でない場合であっても、伝送遅延を極力小さくすることが可能となる。すなわち、キューに蓄積されるデータユニット数が一定の閾値を超えないと無線パケットが送信されないシステムでは、アプリケーションから入力されるデータユニットのレートが低下してしまうと無線パケットの送信間隔が大きくなってしまい、伝送遅延が増大してしまうが、キューに対するデータユニットの入力または出力があってからの経過時間で閾値を変更することによって、レートが低下しても無線パケットを送信することができる。これにより、伝送遅延を最小限に抑え、伝送効率の向上または伝送遅延の解消を図ることが可能となる。
(2)また、本発明に係るMAC制御方法は、前記複数のキューのいずれかにデータユニットが入力されてから所定時間以内にそのキューに対して新たなデータユニットが入力されない場合は、前記閾値を減少させることを特徴としている。
このように、いずれかのキューにデータユニットが入力されてから所定時間以内にそのキューに対して新たなデータユニットが入力されない場合は、閾値を減少させるので、キューに蓄積されたデータユニット数が小さくても無線パケットを送信することが可能となる。これにより、伝送遅延を最小限に抑え、伝送効率の向上または伝送遅延の解消を図ることが可能となる。
(3)また、本発明に係るMAC制御方法は、前記複数のキューのいずれかからデータユニットが出力されてから所定時間以内にそのキューから新たなデータユニットが出力されない場合は、前記閾値を減少させることを特徴としている。
このように、いずれかのキューからデータユニットが出力されてから所定時間以内にそのキューから新たなデータユニットが出力されない場合は、閾値を減少させるので、キューに蓄積されたデータユニット数が小さくても無線パケットを送信することが可能となる。これにより、伝送遅延を最小限に抑え、伝送効率の向上または伝送遅延の解消を図ることが可能となる。
(4)また、本発明に係るMAC制御装置は、伝送制御を行なうMAC装置に設けられるMAC制御装置であって、通信相手先の無線通信機およびQoSクラスに対応して割り当てられた複数のキューのいずれかにデータユニットが入力された時間、または通信相手先の無線通信機およびQoSクラスに対応して割り当てられた複数のキューのいずれかからデータユニットが出力された時間を監視するタイムスタンプ管理部と、現在時刻を出力するスケジューラ部と、前記時間および前記現在時刻に基づいて、一つの無線パケットに含まれるデータユニット数として定められた閾値を変更する閾値管理部と、を備えることを特徴としている。
このように、閾値管理部が、データユニットがいずれかのキューに入力または出力された時間および現在時刻に基づいて閾値を変更するので、アプリケーションから入力されるデータユニットのレートが一定でない場合であっても、伝送遅延を極力小さくすることが可能となる。すなわち、キューに蓄積されるデータユニット数が一定の閾値を超えないと無線パケットが送信されないシステムでは、アプリケーションから入力されるデータユニットのレートが低下してしまうと無線パケットの送信間隔が大きくなってしまい、伝送遅延が増大してしまうが、キューに対するデータユニットの入力または出力があった時間および現在時刻に基づいて閾値を変更することによって、レートが低下しても無線パケットを送信することができる。これにより、伝送遅延を最小限に抑え、伝送効率の向上または伝送遅延の解消を図ることが可能となる。
(5)また、本発明に係るMAC制御装置において、前記タイムスタンプ管理部は、通信相手先の無線通信機およびQoSクラスに対応して割り当てられた複数のキューのいずれかにデータユニットが入力された時間を監視し、前記閾値管理部は、前記時間と前記現在時刻との差が一定値を超えると、前記閾値を減少させることを特徴としている。
このように、閾値管理部が、いずれかのキューにデータユニットが入力された時間と現在時刻との差が一定値を超えると、閾値を減少させるので、キューに蓄積されたデータユニット数が小さくても無線パケットを送信することが可能となる。これにより、伝送遅延を最小限に抑え、伝送効率の向上または伝送遅延の解消を図ることが可能となる。
(6)また、本発明に係るMAC制御装置において、前記タイムスタンプ管理部は、通信相手先の無線通信機およびQoSクラスに対応して割り当てられた複数のキューのいずれかにデータユニットが出力された時間を監視し、前記閾値管理部は、前記時間と前記現在時刻との差が一定値を超えると、前記閾値を減少させることを特徴としている。
このように、閾値管理部が、いずれかのキューからデータユニットが出力された時間と現在時刻との差が一定値を超えると、閾値を減少させるので、キューに蓄積されたデータユニット数が小さくても無線パケットを送信することが可能となる。これにより、伝送遅延を最小限に抑え、伝送効率の向上または伝送遅延の解消を図ることが可能となる。
(7)また、本発明に係るバッファ装置は、伝送制御を行なうMAC装置に設けられるバッファ装置であって、通信相手先の無線通信機およびQoSクラスに対応して割り当てられた複数のキューと、いずれかの前記キューにデータユニットが入力されたときにデータユニットの入力を示す信号およびそのキューを特定する信号を請求項4記載のMAC制御装置に対して出力し、またはいずれかの前記キューからデータユニットが出力されたときにデータユニットの出力を示す信号およびそのキューを特定する信号を請求項4記載のMAC制御装置に対して出力する通知部と、を備えることを特徴としている。
このように、いずれかのキューにデータユニットが入力されたときにデータユニットの入力を示す信号およびそのキューを特定する信号を請求項4記載のMAC制御装置に対して出力し、またはいずれかのキューからデータユニットが出力されたときにデータユニットの出力を示す信号およびそのキューを特定する信号を請求項4記載のMAC制御装置に対して出力するので、MAC制御装置において、データユニットの入力または出力された時刻を基準として、経過時間を監視することができる。これにより、データユニットがいずれかのキューに入力または出力されてから経過した時間に基づいて閾値を変更するので、アプリケーションから入力されるデータユニットのレートが一定でない場合であっても、伝送遅延を最小限に抑え、伝送効率の向上または伝送遅延の解消を図ることが可能となる。
(8)また、本発明に係るMAC装置は、請求項4から請求項6のいずれかに記載のMAC制御装置と、請求項7記載のバッファ装置とを備えることを特徴としている。
このMAC装置によれば、データユニットがいずれかのキューに入力または出力されてから経過した時間に基づいて閾値を変更するので、アプリケーションから入力されるデータユニットのレートが一定でない場合であっても、伝送遅延を最小限に抑え、伝送効率の向上または伝送遅延の解消を図ることが可能となる。
(9)また、本発明に係る無線送信機は、請求項8記載のMAC装置と、前記MAC装置から出力されるデータユニットを通信回線に送出するための電気的な変換および機械的な作業を行なうPHY部と、前記PHY部から出力されるデータを無線信号に変換して送信アンテナから送信する無線送信部と、を備え、複数のデータユニットを含む無線パケットを用いて無線送信を行なうことを特徴としている。
この無線送信機によれば、データユニットがいずれかのキューに入力または出力されてから経過した時間に基づいて閾値を変更するので、アプリケーションから入力されるデータユニットのレートが一定でない場合であっても、伝送遅延を最小限に抑え、伝送効率の向上または伝送遅延の解消を図ることが可能となる。
(10)また、本発明に係るアクセスポイントは、請求項9記載の無線送信機を備えることを特徴としている。
このアクセスポイントによれば、データユニットがいずれかのキューに入力または出力されてから経過した時間に基づいて閾値を変更するので、アプリケーションから入力されるデータユニットのレートが一定でない場合であっても、伝送遅延を最小限に抑え、伝送効率の向上または伝送遅延の解消を図ることが可能となる。
(11)また、本発明に係るステーションは、請求項9記載の無線送信機を備えることを特徴としている。
このステーションによれば、データユニットがいずれかのキューに入力または出力されてから経過した時間に基づいて閾値を変更するので、アプリケーションから入力されるデータユニットのレートが一定でない場合であっても、伝送遅延を最小限に抑え、伝送効率の向上または伝送遅延の解消を図ることが可能となる。
(12)また、本発明に係る無線LANシステムは、請求項10記載のアクセスポイントと、請求項11記載のステーションと、から構成されることを特徴としている。
この無線LANシステムによれば、データユニットがいずれかのキューに入力または出力されてから経過した時間に基づいて閾値を変更するので、アプリケーションから入力されるデータユニットのレートが一定でない場合であっても、伝送遅延を最小限に抑え、伝送効率の向上または伝送遅延の解消を図ることが可能となる。
(13)また、本発明に係る画像伝送装置は、請求項9記載の無線送信機を備えることを特徴としている。
この画像伝送装置によれば、データユニットがいずれかのキューに入力または出力されてから経過した時間に基づいて閾値を変更するので、アプリケーションから入力されるデータユニットのレートが一定でない場合であっても、伝送遅延を最小限に抑え、伝送効率の向上または伝送遅延の解消を図ることが可能となる。その結果、高品位の動画像を伝送することが可能となる。
(14)また、本発明に係るチューナは、請求項9記載の無線送信機を備えることを特徴としている。
このチューナによれば、データユニットがいずれかのキューに入力または出力されてから経過した時間に基づいて閾値を変更するので、アプリケーションから入力されるデータユニットのレートが一定でない場合であっても、伝送遅延を最小限に抑え、伝送効率の向上または伝送遅延の解消を図ることが可能となる。その結果、高品位の動画像を映像表示装置等に伝送することが可能となる。
本発明によれば、データユニットがいずれかのキューに入力または出力されてから経過した時間に基づいて閾値を変更するので、アプリケーションから入力されるデータユニットのレートが一定でない場合であっても、伝送遅延を極力小さくすることが可能となる。すなわち、キューに蓄積されるデータユニット数が一定の閾値を超えないと無線パケットが送信されないシステムでは、アプリケーションから入力されるデータユニットのレートが低下してしまうと無線パケットの送信間隔が大きくなってしまい、伝送遅延が増大してしまうが、キューに対するデータユニットの入力または出力があってからの経過時間で閾値を変更することによって、レートが低下しても無線パケットを送信することができる。これにより、伝送遅延を最小限に抑え、伝送効率の向上または伝送遅延の解消を図ることが可能となる。
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る無線送信機の概略構成を示す図である。この無線送信機1は、MAC10部において伝送制御を行なう。このMAC部10から出力されるデータは、PHY部20に入力され、PHY部20がこのデータについて通信回線に送出するための電気的な変換および機械的な作業を行なう。PHY部20から出力されるデータは、無線送信部(RF)30において無線信号に変換され送信アンテナ40から送信される。そして、無線送信機1は、複数のデータユニットを含む無線パケットを用いて無線送信を行なう。
第1の実施形態に係る無線送信機1において、MAC部10は、図2に示すような構成を採る。すなわち、MAC部10への入力データは、buffer11に蓄積され、buffer11からはscheduler12の指示により適切なタイミングで適切なAC(Access Category)に属するデータが出力される。そして、buffer11から出力されたデータが暗号化部13により暗号化処理をされた後、MAC Header付加部14によってMAC Headerが付加される。その後、FCS付加部15によってFrame Check Sequenceが付加され、PHYに出力される。
なお、図2において、controller16は、制御信号の処理や各ブロックの制御を行なうとともに、連結するMSDUの数「yi」を決定しbuffer11に通知する。また、scheduler12は、タイマに従い、各ブロックの制御を行なう。上記のcontroller16は、MAC制御部を構成する。
次に、MAC部10におけるbuffer11について説明する。図3は、buffer11の概略構成を示す図である。buffer11に入力されたDATAは、Mappinng to AC/STA11aによって、ACおよび送信宛のSTA(ステーション)に従ってマッピングされ、ACおよびSTA毎に用意されたキュー11b〜11eに蓄積される。つまり、異なるSTA宛のデータは異なるキューに蓄積され、さらに同じSTA宛でも異なるACに属するデータは異なるキューに蓄積されることとなる。
scheduler12から送信可能を示す信号が入力された場合は、これら各キュー11b〜11eのうち、「yi」個以上データが蓄積されたものがCSMA/CA11f〜11iの動作により競争を行なう。ここで、「yi」および「i」は、自然数であり、i番目のキューで、yi個以上データが蓄積されたものが、送信信号の候補となることを示す。
次に、上記競争の後、Internal Collision Resolution11kにより、複数キューの送信タイミングが重なった場合には、優先度の高いほうを送信する。また上記キュー11b〜11eに蓄積されたデータは、ACKにより受信成功が確認された後、消去されるものとする。なお、yiは、各キュー11b〜11eに決められた1無線パケットにおいて連結するMSDU数を決めるものである。
続いて、図4において、図3に示したキュー11b〜11eの内部動作について説明する。キュー11b〜11eは、データを蓄積するメモリ11−1、閾値yiを超えるかどうかを判定する判定部11−2、判定部11−2の判定結果とscheduler12からの送信可能を示す信号に従いメモリの出力制御を行う出力制御部11−3、controller11からの指示に従いメモリ内容の削除などを行う制御部11−4からなる。なお、これらは必ずしもハードウェアで構成される必要はなく、メモリおよびCPUおよびソフトウェアにより構成される場合もある。
次に、buffer11の動作について説明する。ここでは、図5に示すように、AP(基地局)400から2台のSTA(端末:ステーション)であるSTA1(410)およびSTA2(420)にデータを送信するものとする。
図6は、buffer11の動作を示すフローチャートである。まず、buffer11にデータが入力されると(ステップS1)、この入力データを、ACおよびSTA毎に用意されたキューに振り分ける(ステップS2)。続いて、ACKにより受信成功が確認された送信データをキューから削除し(ステップS3)、スケジューラ(scheduler12)から送信可能信号を受信したかどうかを判断する(ステップS4)。ステップS4において、スケジューラから送信可能信号を受信していない場合は、ステップS1へ移行し、スケジューラから送信可能信号を受信した場合は、各キューのうちyi個以上データが蓄積されたものがCSMA/CAの動作を行ない、送信データを選択する(ステップS5)。そして、ステップS5において選択されたデータを送信し(ステップS6)、ステップS1へ移行する。
buffer11において、これらの動作を行なうことにより、図7(a)に示すように、MAC部10に入力されたSTA1(410)およびSTA2(420)向けのMSDUが、y1,y2個ずつ連結され、buffer11から出力されることになる。これにより、最終的に図7(b)に示すように、STA1(410)およびSTA2(420)向けにそれぞれ、y1個、y2個ずつPSDUを連結した無線パケットが送信されることとなる。
なお、図7において、MSDU#n−mまたは、PSDU#n−mという形で数字が付加されているが、nは、STAn宛のデータであり、mは、m個目のデータであることを示している。従って、図7では、宛先端末毎にMSDUをバッファリングし、1つの無線パケットでは、同一STA宛のMSDU(またはPSDU)を連結して送信していることを示している。ここで、y1,y2は、それぞれ、STA1にy1個のMSDUを連結して送信すること、STA2にy2個のMSDUを連結して送信することを示している。
次に、図1におけるPHY部20について説明する。図8は、PHY部20の概略構成を示す図である。PHY部20は、図8に示すように、MAC部10から出力されたデータを、FEC encoder21においてPSDU単位で誤り訂正符号化する。つまり、FEC encoder21において、図9に示すように、各PSDUの最後尾に「tail bit」をつけ、PSDU毎に誤り訂正符号を終端させる。そして、複数のC−PSDUを作成し、modulator22に出力する。modulator22からの出力をIFFT23に出力し、IFFT23からの出力をfilter24に出力する。filter24から出力された信号は、無線送信部(RF)30において無線信号に変換され送信アンテナ40から送信される。
このとき、MAC部10からPHY20のcontoroller25へは、図9に示すように、連結パラメータとして、length(連結後のPSDUの総ビット数)、PSDU#1 length(PSDU#1のビット数)、PSDU#2 length(PSDU#2のビット数)、PSDU#3 length(PSDU#3のビット数)を出力するものとする。また、FEC encoder21では、PSDU#1 length, PSDU#2 length, PSDU#3 lengthを基に、controller25からtailビット挿入位置を指示するものとする。また、controller25はlengthを基に各ブロックを制御し複数のPSDUを連結して1つの無線パケットを作成するものとする。
続いて、図10において、FEC encoder21の内部動作について説明する。FEC encoder21は、上述の連結パラメータ(データユニット長情報)に基づいて、tailビットの挿入、つまり誤り訂正符号のための終端処理を行う終端処理部21aと、終端処理部21aから出力された信号を誤り訂正し出力する誤り訂正符号化部21bと、からなるものとする。
なお、上記は3つのPSDUを連結する場合を例に挙げているが、これがs個(sは自然数)のPSDUを連結する場合であっても、手順は変わらない。
このようにPHY部20を構成することにより、図11に示すように複数のMSDUを連結し、1つの無線パケットを生成することが可能となる。また、PSDU毎に誤り訂正符号を終端させておくことは、PSDU間で誤りが伝搬しにくくなる効果がある。
一方、図12に示すように、MAC部10から出力されたデータをFEC encoder21においてPSDUを連結した後、誤り訂正符号化しても良い。つまり、図12に示すように、FEC encoder21において、連結するPSDUの最後尾のみに「tail bit」をつけ、C−PSDUを1つ作成し、modulator22に出力する。modulator22からの出力をIFFT23に出力し、IFFT23からの出力をfilter24に出力する。そして、filter24から出力された信号は、無線送信部(RF)30において無線信号に変換され送信アンテナ40から送信される。
このとき、MAC部10からPHY部20のcontoroller25へは、図12に示すように、連結パラメータとして、length(連結後のPSDUの総ビット数)を出力するものとする。また、FEC encoder21では、lengthを基に、controller25からtailビット挿入位置を指示するものとする。また、controller25は、lengthを基に各ブロックを制御し複数のPSDUを連結して1つの無線パケットを作成するものとする。
なお、上記は3つのPSDUを連結する場合を例に挙げているが、これがs個(sは自然数)のPSDUを連結する場合であっても、手順は変わらない。
このようにPHY部20を構成することにより、図13に示すように複数のMSDUを連結し、1つの無線パケットを生成することが可能となる。
次に、MIMO方式を適用した場合のPHY部の構成について説明する。図14は、MIMO方式を採る無線送信機の概略構成を示す図である。図14に示すように、MAC部10から出力されたデータを、FEC encoder21において誤り訂正符号化する。これをmodulator22に出力し、modulator22からの出力を、S/P変換部120において、S/P変換(Serial to Parallel変換)する。なお、ここで述べるS/P変換とは、図15に示すようにOFDMシンボル毎に各アンテナへの割り当てを行なうことをいう。続いて、S/P変換部120からの出力をIFFT23a〜23cに出力し、各IFFT23a〜23cからの出力を、それぞれfilter24a〜24cに出力する。そして、各filter24a〜24cから出力された信号は、それぞれ無線送信部(RF)30a〜30cにおいて無線信号に変換され、各送信アンテナ40a〜40cから送信される。
なお、図14に示す無線送信機は、図8に示す無線送信機に対してMIMO方式を適用したものであり、上記のように、PSDU毎に誤り訂正符号化を行なっても良いし、連結したPSDUに対して誤り訂正符号化を行なっても良いものとする。
(第2の実施形態)
第2の実施形態では、複数のMSDUを連結するための、送信機におけるMAC部の機能を示す。また、本実施形態では、図16に示すように、AP400から1台のSTA1(410)にデータを送信する場合について述べる。ただし、AP400からSTA1(410)へは、2つのTS(Traffic Stream)が送信されているものとし、第2の実施形態においては、この2つのTSのACが異なるものとしている。一例として、図16では、TS#Aはパソコン向けのデータ伝送を示し、TS#BはTV向けの画像伝送を表しているものとする。MAC部の構成、およびPHY部の構成については、第1の実施形態に記載したものと同様とする。すなわち、MAC部は、図2に示すような構成を採る。図2に示すように、MAC部10への入力データは、buffer11に蓄積され、buffer11からはscheduler12の指示により適切なタイミングで適切なAC(Access Category)に属するデータが出力される。そして、buffer11から出力されたデータが暗号化部13により暗号化処理をされた後、MAC Header付加部14によってMAC Headerが付加される。その後、FCS付加部15によってFrame Check Sequenceが付加され、PHYに出力される。
なお、図2において、controller16は、制御信号の処理や各ブロックの制御を行なうとともに、連結するMSDUの数「yi」を決定しbuffer11に通知する。また、scheduler12は、タイマに従い、各ブロックの制御を行なう。
また、PHY部は、図8または図14に示すような構成を採る。図8に示す構成を採った場合には、PHY部20は、MAC部10から出力されたデータを、FEC encoder21においてPSDU単位で誤り訂正符号化する。つまり、FEC encoder21において、図9に示すように、各PSDUの最後尾に「tail bit」をつけ、PSDU毎に誤り訂正符号を終端させる。そして、複数のC−PSDUを作成し、modulator22に出力する。modulator22からの出力をIFFT23に出力し、IFFT23からの出力をfilter24に出力する。filter24から出力された信号は、無線送信部(RF)30において無線信号に変換され送信アンテナ40から送信される。
一方、図12に示すように、MAC部10から出力されたデータをFEC encoder21においてPSDUを連結した後、誤り訂正符号化しても良い。つまり、図12に示すように、FEC encoder21において、連結するPSDUの最後尾のみに「tail bit」をつけ、C−PSDUを1つ作成し、modulator22に出力する。modulator22からの出力をIFFT23に出力し、IFFT23からの出力をfilter24に出力する。そして、filter24から出力された信号は、無線送信部(RF)30において無線信号に変換され送信アンテナ40から送信される。
続いて、図14に示すMIMO方式を適用したPHY構成をとった場合について説明する。図14に示すように、MAC部10から出力されたデータを、FEC encoder21において、誤り訂正符号化する。これをmodulator22に出力し、modulator22からの出力を、S/P変換部120において、S/P変換(Serial to Parallel変換)する。なお、ここで述べるS/P変換とは、図15に示すようにOFDMシンボル毎に各アンテナへの割り当てを行うことをいう。続いて、S/P変換部120からの出力をIFFT23a〜23cに出力し、各IFFT23a〜23cからの出力を、それぞれfilter24a〜24cに出力する。そして、各filter24a〜24cから出力された信号は、それぞれ無線送信部(RF)30a〜30cにおいて無線信号に変換され、各送信アンテナ40a〜40cから送信される。
なお、図14に示す無線送信機は、図8に示す無線送信機に対してMIMO方式を適用したものであり、上記のように、PSDU毎に誤り訂正符号化を行っても良いし、連結したPSDUに対して誤り訂正符号化を行っても良いものとする。
また、ここでは、図16に示すように、AP400から1台のSTA1(410)にデータを送信する場合について述べる。ただし、AP400からSTA1(410)へは、2つのTS(Traffic Stream)が送信されているものとし、第2の実施形態においては、この2つのTSのACが異なるものとしている。一例として、図16では、TS#Aはパソコン向けのデータ伝送を示し、TS#BはTV向けの画像伝送を表しているものとする。
次に、MAC部におけるbuffer11(図3参照)の動作について、図6に示すフローチャートを参照して説明する。まず、buffer11にデータが入力されると(ステップS1)、この入力されたデータをACおよびSTA毎に用意されたキューに振り分ける(ステップS2)。つまり本実施形態では、2つのTSはACが異なるので異なるキューに蓄積される。次に、ACKにより受信成功が確認された送信データをキューから削除し(ステップS3)、スケジューラ(scheduler12)から送信可能信号を受信したかどうかを判断する(ステップS4)。
ステップS4において、スケジューラから送信可能信号を受信していない場合は、ステップS1へ移行する一方、スケジューラから送信可能信号を受信した場合は、各キューのうち、yi個以上データが蓄積されたものがCSMA/CAの動作を行ない、送信データを選択する(ステップS5)。この後、ステップS5において選択されたデータを送信し(ステップS6)、ステップS1へ移行する。
buffer11においてこれらの動作を行なうことにより、図17(a)に示すように、MAC部に入力されたTS#A,B向けのMSDUがy1,y2個ずつ連結され、buffer11から出力されることになる。これにより、最終的には図17(b)に示すように、TS#A,B向けにそれぞれ、y1個、y2個ずつPSDUを連結した無線パケットが送信されることとなる。なお、図17においては、MSDU#q−mまたは、PSDU#q−mという形でアルファベットおよび数字が付加されているが、qは、TS#qに相当するデータを意味し、mは、m個目のデータであることを示している。従って、図17では、TS毎にMSDUをバッファリングし、1つの無線パケットでは、同一TSのMSDU(またはPSDU)を連結して送信していることを示している。ちなみにy1,y2はTS#Aにy1個のMSDUを連結して送信すること、TS#Bにy2個のMSDUを連結して送信することを示している。
(第3の実施形態)
第3の実施形態では、複数のMSDUを連結するための、送信機におけるMAC部の機能を示す。第3の実施形態では、複数のMSDUを連結するための、送信機におけるMAC部の機能を示す。また本実施形態では、図18に示すように、AP400から1台のSTA1(410)にデータを送信する場合について述べる。ただし、AP400からSTA1(410)へは、2つのTS(Traffic Stream)が送信されているものとし、第2の実施形態においては、この2つのTSのACが同じものとしている。一例として、図18では、TS#B、TS#CはともにTV向けの画像伝送を表しているものとする。MAC部、およびPHY部の構成については、第1の実施形態に記載したものと同様と考える。すなわち、MAC部は、図2に示すような構成を採る。図2に示すように、MAC部10への入力データは、buffer11に蓄積され、buffer10からはscheduler12の指示により適切なタイミングで適切なAC(Access Category)に属するデータが出力される。そして、buffer11から出力されたデータが暗号化部13により暗号化処理をされた後、MAC Header付加部14によってMAC Headerが付加される。その後、FCS付加部15によってFrame Check Sequenceが付加され、PHYに出力される。
なお、図2において、controller16は、制御信号の処理や各ブロックの制御を行なうとともに、連結するMSDUの数「yi」を決定しbuffer11に通知する。また、scheduler12は、タイマに従い、各ブロックの制御を行なう。
また、PHY部は、図8または図14に示すような構成をとる。図8に示す構成をとった場合には、PHY部20は、MAC部10から出力されたデータを、FEC encoder21においてPSDU単位で誤り訂正符号化する。つまり、FEC encoder21において、図9に示すように、各PSDUの最後尾に「tail bit」をつけ、PSDU毎に誤り訂正符号を終端させる。そして、複数のC−PSDUを作成し、modulator22に出力する。modulator22からの出力をIFFT23に出力し、IFFT23からの出力をfilter24に出力する。filter24から出力された信号は、無線送信部(RF)30において無線信号に変換され送信アンテナ40から送信される。
一方、図12に示すように、MAC部10から出力されたデータをFEC encoder21においてPSDUを連結した後、誤り訂正符号化しても良い。つまり、図12に示すように、FEC encoder21において、連結するPSDUの最後尾のみに「tail bit」をつけ、C−PSDUを1つ作成し、modulator22に出力する。modulator22からの出力をIFFT23に出力し、IFFT23からの出力をfilter24に出力する。そして、filter24から出力された信号は、無線送信部(RF)30において無線信号に変換され送信アンテナ40から送信される。
続いて、図14に示すMIMO方式を適用したPHY構成をとった場合について説明する。図14に示すように、MAC部10から出力されたデータを、FEC encoder21において、誤り訂正符号化する。これをmodulator22に出力し、modulator22からの出力を、S/P変換部120において、S/P変換(Serial to Parallel変換)する。なお、ここで述べるS/P変換とは、図15に示すようにOFDMシンボル毎に各アンテナへの割り当てを行うことをいう。続いて、S/P変換部120からの出力をIFFT23a〜23cに出力し、各IFFT23a〜23cからの出力を、それぞれfilter24a〜24cに出力する。そして、各filter24a〜24cから出力された信号は、それぞれ無線送信部(RF)30a〜30cにおいて無線信号に変換され、各送信アンテナ40a〜40cから送信される。
なお、図14に示す無線送信機は、図8に示す無線送信機に対してMIMO方式を適用したものであり、上記のように、PSDU毎に誤り訂正符号化を行っても良いし、連結したPSDUに対して誤り訂正符号化を行っても良いものとする。
ここでは、図18に示すように、AP400から1台のSTA1(410)にデータを送信する場合について述べる。ただし、AP400からSTA1(410)へは、2つのTS(Traffic Stream)が送信されているものとし、第3の実施形態においては、この2つのTSのACが同じものとしている。一例として、図18では、TS#B、TS#CはともにTV向けの画像伝送を表しているものとする。また、MAC部におけるbuffer11(図3参照)の動作についても、第1の実施形態において、図6に示すフローチャートと同様である。
すなわち、図6に示すように、まず、buffer11にデータが入力されると(ステップS1)、この入力データを、ACおよびSTA毎に用意されたキューに振り分ける(ステップS2)。つまり、本実施形態では、2つのTSは、ACが同じなので同じキューに蓄積される。続いて、ACKにより受信成功が確認された送信データをキューから削除し(ステップS3)、スケジューラ(scheduler12)から送信可能信号を受信したかどうかを判断する(ステップS4)。ステップS4において、スケジューラから送信可能信号を受信していない場合は、ステップS1へ移行し、スケジューラから送信可能信号を受信した場合は、各キューのうちyi個以上データが蓄積されたものがCSMA/CAの動作を行ない、送信データを選択する(ステップS5)。そして、ステップS5において選択されたデータを送信し(ステップS6)、ステップS1へ移行する。
第3の実施形態において、buffer11が上記のような動作を行なうことにより、図19(a)に示すように、MAC部に入力されたTS#B,C向けのMSDUがy個連結され、buffer11から出力されることになる。これにより、最終的には図19(b)に示すようにTS#B,C向けにy個PSDUを連結した無線パケットが送信されることとなる。
なお、図19においては、MSDU#q−mまたは、PSDU#q−mという形でアルファベットおよび数字が付加されているが、qは、TS#q宛のデータを意味し、mは、m個目のデータであることを示している。従って、図19では、TS#B、CのMSDUをバッファリングし、1つの無線パケットに、MSDU(またはPSDU)を連結して送信していることを示している。ここで、「y」は、y個のMSDUを連結して送信することを示している。
なお、複数のSTAおよび複数のTSが混在した場合には、上記第1、2、3の実施形態を組み合わせることによって、MAC部およびPHY部が動作することが可能である。これらの組み合わせの動作は、上記第1、2、3の実施形態から導かれるものである。
(第4の実施形態)
第4の実施形態では、複数のMSDUを連結する際の連結数yの決定方法について示す。特に、第4の実施形態においては、再送を考慮しない場合のQoSパラメータよりyを求めることとする。
まず、図20において、QoSパラメータの一例として、IEEE802.11eで定義されるTSPEC(Traffic Specification element)について示す。図20に示すように、IEEE802.11eでは、TS毎に要求される伝送条件がTSPECと呼ばれるパラメータ群で定義される。これらのうち代表的なものについて説明すると、Nominal MSDU Sizeは、“フレームサイズ(MAC部に入力されるデータサイズ)の平均値(単位はオクテット)”、Mean Data Rateは、“(MAC部に入力される)データレートの平均値”、Delay Boundは、“(アプリケーションが許容できる)許容遅延時間”を示している。これらTSPECにて規定されるパラメータは、アプリケーションから指定されるものである。
図21は、第1の実施形態で図2を参照して説明したMAC部におけるcontroller16が、QoSパラメータに基づいて、MSDUの連結数「y」を決定する手順を示すフローチャートである。まず、AC毎に、n(1以上の実数)を決定する(ステップR1)。次に、AC毎に、x=Delay Bound/n[ms]を導出し(ステップR2)、AC毎のyを導出する(ステップR3)。そして、buffer11にAC毎のyを通知する(ステップR4)。
次に、QoSパラメータの変更を検出し(ステップR5)、変更があればステップR2へ移行し、変更がなければステップR5の判断を繰り返す。ただし、複数の通信相手先STA、ACが同一のTSが存在する第3の実施形態に記載したような場合には、上記の
Delay Bound、
Mean Data Rate、
Nominal MSDU Size、は、それぞれ、
Delay Bound=min(Delay Bound1, Delay Bound 2, ・・・、Delay Bound n)、
Mean Data Rate=add(Mean Data Rate 1, Mean Data Rate 2, ・・・、Mean Data Rate n)、
Nominal MSDU Size=ave(Nominal MSDU Size1、Nominal MSDU Size2、・・・、Nominal MSDU Sizen)、
で表されるものとする。
なお、「min()」は、カッコ内の要素の最小値を求める関数を表わし、add()は、カッコ内の要素の合計を求める関数を表わす。また、ave()は、カッコ内の要素の平均値を求める関数を表している。また、
Delay Bound r,
Mean Data Rate r,
Nominal MSDU Size r、は、それぞれ、
“r番目のTSの(アプリケーションが許容できる)許容遅延時間”、
“r番目のTSの(MACに入力される)データレートの平均値”、
“r番目のTSのフレームサイズ(MACに入力されるデータサイズ)の平均値(単位はオクテット)”を示している。なお、rは、自然数を表している。なお、図21では、ACごとにyを決定したが、通信相手先STA、AC毎に用意したキュー毎にyを決定することもできる。
上記のような手順を用いて、MSDU連結数yを決定した例を、図22、および図23に示す。図22では、
n=4、
Delay Bound=1[ms]、
Nominal MSDU Size=2000[オクテット]、
Mean Data Rate=48M[bit/sec]、と仮定している。これらのパラメータを、図21に示す手順に適用すると、
x=Delay Bound/n=0.25[ms]、
y=Mean Data Rate*x/(Nominal MSDU Size*8)=3[個]、
となり、
図22に示すように、0.25ms毎に、MSDUを3個連結した無線パケットを送信することになる。
同様に、図23では、
n=2、
Delay Bound=1[ms]、
Nominal MSDU Size=2000[オクテット]、Mean Data Rate=48M[bit/sec]、と仮定している。これらのパラメータを、図21に示す手順に適用すると、
x=Delay Bound/n=0.5[ms]、
y=Mean Data Rate*x/(Nominal MSDU Size*8)=6[個]、
となり、
図23に示すように、0.5ms毎に、MSDUを6個連結した無線パケットを送信することになる。
このように、同じQoSパラメータを持つTSでも、nを調整することにより、伝送遅延を小さくしたり、伝送効率を上げたりすることができる。なお、値nをアプリケーションや、データのPER(Packet Error Rate)、伝搬路の状態により変更する方法も考えられる。また、上記MSDUの連結数yは、AC毎に決定されるが、手順に関しては図21に示す方法を適用するだけで足りる。また、本実施例ではアプリケーションから送信されるデータが一定レートであると仮定しているが、キューに保存されているデータの保存時間を基にタイムアウト処理を行うことにより可変レートのアプリケーションに対応したり、処理遅延時間を短くするために、送信パケットの種類(ACKなど)によって、上記MSDUの連結数yを変えることなどが考えられる。
(第5の実施形態)
第5の実施形態では、複数のMSDUを連結する際の連結数yの決定方法について示す。特に、第5の実施形態においては、再送を考慮した場合のQoSパラメータおよびキューに蓄積されたデータの再送回数よりyを求める。
図24は、第1の実施形態で図2を参照して説明したMAC部におけるcontroller16が、QoSパラメータに基づいてMSDUの連結数yを決定する手順を示すフローチャートである。まず、キュー毎にni(1以上の実数)を決める(ステップP1)。次に、キュー毎にxi=Delay Bound/ni[ms]を導出し(ステップP2)、キュー毎のyiを導出する(ステップP3)。次に、miが0であるか、0より大きいか同かを判断し(ステップP4)、mi>0である場合は、yi=yi+piとして(ステップP5)、ステップP6へ移行する。一方、ステップP4において、mi=0である場合は、ステップP6へ移行する。
次に、buffer11にキュー毎のyiを通知し(ステップP6)、QoSパラメータおよびmiの変更を検出し(ステップP7)、変更があればステップP2へ移行し、変更がなければステップP7における判断を繰り返す。
ここで、上記、ni、yi、mi、piは、i番目のキューにおけるn,y(MSDUの連結数),m(キューに蓄積されている再送データのうち最大の再送回数),p(キューに蓄積されている再送データ数)の値を示している。また上記ステップP3において「yi」を導出する一例としては、
yi=roundup(Mean Data Rate*xi/(Nominal MSDU Size*8))
が考えられる。なお上記式で関数roundup()は、カッコ内の数を整数に切り上げる処理を示す。
ただし、複数の通信相手先STA、ACが同一のTSが存在する第3の実施形態に記載したような場合には、上記の
Delay Bound、
Mean Data Rate、
Nominal MSDU Size、は、それぞれ、
Delay Bound=min(Delay Bound1, Delay Bound 2, ・・・、Delay Bound n)、
Mean Data Rate=add(Mean Data Rate 1, Mean Data Rate 2, ・・・、Mean Data Rate n)、
Nominal MSDU Size=ave(Nominal MSDU Size1、Nominal MSDU Size2、・・・、Nominal MSDU Sizen)、
で表されるものとする。
なお、min()は、カッコ内の要素の最小値を求める関数を表わし、add()は、カッコ内の要素の合計を求める関数を表わす。ave()は、カッコ内の要素の平均値を求める関数を表している。また、
Delay Bound r,
Mean Data Rate r,
Nominal MSDU Size r、は、それぞれ、
“r番目のTSの(アプリケーションが許容できる)許容遅延時間”、
“r番目のTSの(MACに入力される)データレートの平均値”、
“r番目のTSのフレームサイズ(MACに入力されるデータサイズ)の平均値(単位はオクテット)”、を示している。
図25は、上記の手順を用いて、MSDU連結数yを決定した一例を示す図である。図25では、
n=4、
Delay Bound=1[ms]、Nominal MSDU Size=2000[オクテット]、
Mean Data Rate=48M[bit/sec]、と仮定している。また、PSDU#1、PSDU#7、PSDU#8がそれぞれ一回ずつ誤ると仮定している。これらのパラメータを、図24に示す手順に適用すると、
x=Delay Bound/n=0.25[ms]、
y=Mean Data Rate*x/(Nominal MSDU Size*8)=3[個](再送なしの場合)、
y=3+p(再送ありの場合)、
となり、
図22に示すように、0.25ms毎に、再送データがない場合にはMSDUを3個連結した無線パケットが、再送データがある場合には、再送MSDUと新規のMSDU3個を連結して送信することになる。
(第6の実施形態)
第6の実施形態では、複数のMSDUを連結する際の連結数yの決定方法について示す。特に、第6の実施形態においては、再送を考慮した場合のQoSパラメータおよびキューに蓄積されたデータの再送回数よりyを求める。
図26は、第1の実施形態で図2を参照して説明したMAC部におけるcontroller16が、QoSパラメータに基づいてMSDUの連結数yを決定する手順を示すフローチャートである。まず、キュー毎にni(1以上の実数)を決める(ステップQ1)。次に、miが0であるか0より大きいかどうかについての判定を行ない(ステップQ2)、mi>0ならばステップQ5においてyi=0としてステップQ6へ移行する。
一方、ステップQ2において、mi=0ならば、キュー毎にxi=Delay Bound/ni[ms]を導出し(ステップQ3)、キュー毎のyiを導出する(ステップQ4)。
次に、buffer11にキュー毎のyiを通知し(ステップQ6)、QoSパラメータおよびmiの変更を検出し(ステップQ7)、変更があればステップQ2へ移行し、変更がなければステップQ7における判断を繰り返す。ここで、上記、ni、yi、miは、i番目のキューにおけるn,y(MSDUの連結数),m(キューに蓄積されている再送データのうち最大の再送回数)の値を示している。
また、上記ステップQ4において、yiを導出する一例としては、
yi=roundup(Mean Data Rate*xi/(Nominal MSDU Size*8))
が考えられる。なお、上記式で関数roundup()は、カッコ内の数を整数に切り上げる処理を示す。
ただし、複数のTSが存在する第3の実施形態に記載したような場合には、上記の
Delay Bound、
Mean Data Rate、
Nominal MSDU Size、は、それぞれ、
Delay Bound=min(Delay Bound1, Delay Bound 2, ・・・、Delay Bound n)、
Mean Data Rate=add(Mean Data Rate 1, Mean Data Rate 2, ・・・、Mean Data Rate n)、
Nominal MSDU Size=ave(Nominal MSDU Size1、Nominal MSDU Size2、・・・、Nominal MSDU Sizen)、
で表されるものとする。
なお、min()は、カッコ内の要素の最小値を求める関数を表わし、add()は、カッコ内の要素の合計を求める関数を表わす。ave()は、カッコ内の要素の平均値を求める関数を表している。また、
Delay Bound r,
Mean Data Rate r,
Nominal MSDU Size r、は、それぞれ、
“r番目のTSの(アプリケーションが許容できる)許容遅延時間”、
“r番目のTSの(MACに入力される)データレートの平均値”、
“r番目のTSのフレームサイズ(MACに入力されるデータサイズ)の平均値(単位はオクテット)”を示している。
図27は、上記手順を用いて、MSDU連結数yを決定した一例を示す図である。図27では、
n=4、
Delay Bound=1[ms]、Nominal MSDU Size=2000[オクテット]、
Mean Data Rate=48M[bit/sec]、と仮定している。また、PSDU#1、PSDU#7、PSDU#8がそれぞれ一回ずつ誤ると仮定している。これらのパラメータを、図26に示す手順に適用すると、
x=Delay Bound/n=0.25[ms]、
y=Mean Data Rate*x/(Nominal MSDU Size*8)=3[個](再送なしの場合)、
y=0(再送ありの場合)、
となり、
図22に示すように、0.25ms毎に、再送データがない場合にはMSDUを3個連結した無線パケットが、再送データがある場合には、再送MSDUを連結して送信することになる。
(第7の実施形態)
第7の実施形態では、複数のMSDUを連結する際の連結数yの決定方法について示す。特に、第7の実施形態においては、再送を考慮した場合のQoSパラメータおよびキューに蓄積されたデータの再送回数よりyを求める。
図28は、第1の実施形態で図2を参照して説明したMAC部におけるcontroller16が、QoSパラメータに基づいてMSDUの連結数yを決定する手順を示すフローチャートである。まず、キュー毎にmiに従いni(1以上の実数)を決める(ステップK1)。次に、キュー毎にxi=Delay Bound/ni[ms]を導出し(ステップK2)、キュー毎のyiを導出する(ステップK3)。次に、buffer11にキュー毎のyiを通知し(ステップK4)、QoSパラメータおよびmiの変更を検出する(ステップK5)。ステップK5において、QoSパラメータおよびmiの変更があればステップK1へ移行し、変更がなければステップK5における判断を繰り返す。ここで、上記、ni、yi、miは、i番目のキューにおけるn,y(MSDUの連結数),m(キューに蓄積されている再送データのうち最大の再送回数)の値を示している。
なお、上記ステップK1において、miに従いniを決定する方法の一例としては、
mi>0のときは、ni=4*mi、
mi=0のときには、ni=4、
のように、miに従って単調増加させる方法が考えられる。
また、上記ステップK3において、yiを導出する一例としては、
yi=roundup(Mean Data Rate*xi/(Nominal MSDU Size*8))、
が考えられる。なお上記式で関数roundup()は、カッコ内の数を整数に切り上げる処理を示す。
ただし、複数の通信相手先STA、ACが同一のTSが存在する第3の実施形態に記載したような場合には、上記の
Delay Bound、
Mean Data Rate、
Nominal MSDU Size、は、それぞれ、
Delay Bound=min(Delay Bound1, Delay Bound 2, ・・・、Delay Bound n)、
Mean Data Rate=add(Mean Data Rate 1, Mean Data Rate 2, ・・・、Mean Data Rate n)、
Nominal MSDU Size=ave(Nominal MSDU Size1、Nominal MSDU Size2、・・・、Nominal MSDU Sizen)、
で表されるものとする。
なお、min()は、カッコ内の要素の最小値を求める関数を表わし、add()は、カッコ内の要素の合計を求める関数を表わす。ave()は、カッコ内の要素の平均値を求める関数を表している。また、
Delay Bound r,
Mean Data Rate r,
Nominal MSDU Size r、は、それぞれ、
“r番目のTSの(アプリケーションが許容できる)許容遅延時間”、
“r番目のTSの(MACに入力される)データレートの平均値”、
“r番目のTSのフレームサイズ(MACに入力されるデータサイズ)の平均値(単位はオクテット)”を示している。
図29は、上記手順を用いて、MSDU連結数yを決定した一例を示す図である。図29では、
Delay Bound=1[ms]、
Nominal MSDU Size=2000[オクテット]、
Mean Data Rate=48M[bit/sec]、と仮定している。また、PSDU#1が3回、PSDU#7、PSDU#8がそれぞれ一回ずつ誤ると仮定している。これらのパラメータを、図28に示す手順に適用すると、
y=Mean Data Rate*0.25/(Nominal MSDU Size*8)=3[個](再送なし(m=0)の場合)、
y=3(m=1の場合)、
y=roundup(1.5)=2(m=2の場合)、
y=1(m=3の場合)、
となり、
図29に示すように、mに応じて再送MSDUと新規MSDUを連結して送信することになる。図29からもわかるとおり、図28に示す方法でyを決定すると、mが大きい(伝送遅延が大きな問題となる)場合には、伝送遅延を小さくすることを優先し、mが小さい(伝送遅延が大きな問題とならない)場合には、連結MSDU数yを大きくし伝送効率を優先していることがわかる。
ここで、参考として図30に、図29同様、
n=4、
Delay Bound=1[ms]、
Nominal MSDU Size=2000[オクテット]、
Mean Data Rate=48M[bit/sec]、と仮定、また、PSDU#1が3回、PSDU#7、PSDU#8がそれぞれ一回ずつ誤ると仮定した場合の一例を示す。これらのパラメータを、図24の手順に適用すると、図30に示すような動作となり、第7の実施形態提案の方式(図28)を適用した場合と比較して、伝送効率は高いものの、誤りの連続したPSDU(PSDU#1)の伝送遅延が大きくなってしまうことがわかる。
なお、上記の第5、6、7の実施形態において、yiを決定するアルゴリズムについて説明したが、それぞれ伝送効率の向上を重視したアルゴリズム、伝送遅延の低減を重視したアルゴリズムなど、適する状況が異なることから、ACによって適用するアルゴリズムを変更したり、PER(Packet Error Rate)や伝搬路状況によって適用するアルゴリズムを変更したりすることが考えられる。
(第8の実施形態)
以上の説明では、アプリケーションからAPのMACに入力されるデータが一定レートの場合を示したが、第8の実施形態では、アプリケーションからAPのMACに入力されるデータが一定レートでない場合、すなわち、可変レートである場合について説明する。
図31は、アプリケーションからAPのMACに入力されるデータが可変レートである場合の、APとSTAとの通信の様子およびデータユニットの連結の様子を示す図である。図31では、アプリケーションからAPのMACに入力されるMSDUが、#7から#9の間でレートが落ちる、すなわち、#7から#9の間で時間間隔があく場合について図示している。このような場合においては、キューに蓄積されるMSDUの数がyを超えないと無線パケットが送信されないシステムでは、無線パケットの送信間隔が大きくなり、伝送遅延の増大につながる。これが大きくなると、伝送遅延がDelay Boundで指定された”(アプリケーションが許容できる)許容遅延時間”を越える状況が生じることになり、QoSが維持できない場合が生じる。そこで、第8の実施形態では、データの入力または出力があってから経過した時間に基づいて閾値を変更することにより、この問題を解決する。すなわち、第8の実施形態では、キューに保存されているデータの保存時間に基づいて、にタイムアウト処理を行うことにより、可変レートのアプリケーションに対応する。
図32は、第8の実施形態に係るMAC部の構成を示す図である。MAC部320への入力データは、buffer321にためられ、buffer321からはscheduler322の指示により適切なタイミングで適切なAC(Access Category)に属するデータが出力される。この出力されたデータが暗号化部323により暗号化処理をされた後、MAC Header付加部324によりMAC Headerを付加され、FCS(Frame Check Sequence)付加部325によりFCSを付加された後に、PHYにデータが渡される。なお、図中のcontroller326は、制御信号の処理や各ブロックの制御を担当するとともに、連結するMSDUの数yiを決定しbuffer321に通知する。また、scheduler322はタイマに従い、各ブロックの制御を担当する。また、buffer321からは、データがbuffer321に入力された際に「DATA到着通知信号」または、データがbuffer321から出力された際に「DATA出力通知信号」が、controller326に通知される。これらのうち、いずれかの信号と同時にDATAが入力または出力されたキュー番号が「キュー番号通知信号」によりcontroller326に通知される。
次に、第8の実施形態に係るbufferについて説明する。第8の実施形態に係るbufferは、図3に示す第1の実施形態に係るbufferと概ね同様の構成を採るが、通知部321jが追加された点が異なる。図33は、第8の実施形態に係るbuffer321の概略構成を示すブロック図である。キュー321b〜321eは、キューを構成し、Mapping to AC/STA321aは、DATAをACおよびSTA毎に前記キューに振り分ける。またMapping to AC/STA321aは、前記DATAの振り分け時に、振り分け先のキュー番号iを通知部321jに出力し、通知部321jは、MAC制御部(controller326)にDATA到着通知信号およびキュー番号通知信号を出力することにより、キューiにDATAが入力されたことを通知する。
図34は、第8の実施形態に係るMAC制御部(controller326)の概略構成を示すブロック図である。MAC制御部326は、buffer制御部326a、他のMACブロック制御部326b、およびPHYブロック制御部326cからなる。buffer制御部326aは、タイムスタンプ管理部326d、および閾値管理部326eからなり、タイムスタンプ管理部326dは、buffer321からのDATA到着信号(またはDATA出力信号)およびキュー番号通知信号に従い、キューi毎のDATA到着時間(またはDATA出力時間)をタイムスタンプiとして更新する。また、閾値管理部326eでは、QoSパラメータおよびキュー毎のタイムスタンプ値およびscheduler322からの現在時刻に従って、閾値yiを決定し、beffer321に通知する。
次に、MAC部320におけるbuffer321の動作を、図35のフローチャートを用いて説明する。ステップT1においてbufferにデータが入力されると、ステップT2において、入力されたデータをACおよびSTA毎に用意されたキューに振り分ける。次に、ステップT3において、キューにデータが入力されたことを示す「DATA到着通知信号」とデータの入力されたキュー番号を通知する「キュー番号通知信号」を送信する。続いてステップT4において、ACKにより受信成功が確認された送信データをキューから削除する。次に、ステップT5において、スケジューラからの送信可能信号を待つ。送信可能信号がこなければステップT1に戻り、送信可能信号がくればステップT6において各キューのうちyi個以上データが蓄積されたものがCSMA/CAの動作を行い、送信データを選択する。この後、ステップT7において選択されたデータを送信し、ステップT1に戻る。
次に、図34で示したタイムスタンプ管理部326dの動作である、タイムスタンプの更新アルゴリズムについて、図36のフローチャートを用いて説明する。ステップG1において、データ入力通知信号を受信した場合は、ステップG2においてi番目のキューに対応したタイムスタンプiを更新する。一方、ステップG1において、データ入力通知信号が受信できない場合は、受信できるまで待つ。これにより、タイムスタンプiには、i番目のキューに蓄積された最も新しいデータの入力時刻が記録されることになる。
次に、図34で示した閾値管理部326eの動作である、MSDUの連結数yiを求めるアルゴリズムについて、図37のフローチャートを用いて説明する。ここでは、第5の実施形態において説明したyiを決定するアルゴリズムに、キューに保存されているデータの保存時間に基づいてタイムアウト処理を行うことにより、可変レートのアプリケーションに対応するアルゴリズムを追加したものを示す。
まず、キュー毎にni(1以上の実数)を決める(ステップJ1)。次に、ステップJ2において、ACごとにx=Delay Bound/n[ms]を導出し、ステップJ3において、AC毎のyを導出し、bufferにAC毎のyを通知する。次に、miが0であるか0より大きいかどうかについての判定を行ない(ステップJ4)、mi>0ならばステップJ5においてyi=yi+piとしてステップJ6へ移行する。
一方、ステップJ4において、mi=0ならば、bufferにキュー毎のyiを通知し(ステップJ6)、QoSパラメータおよびmiの変更を検出する(ステップJ7)。変更が無かった場合は、ステップJ8において、図36で示した方法で求めた「タイムスタンプi」の値と現在時刻から、「(現在時刻)−(タイムスタンプi)」で表される値(1)を求め、これが閾値tを上回ったときにはステップJ10に進む。一方、下回ったときにはステップJ7に戻るものとする。また、ステップJ7において、QoSパラメータまたはmiの変更があった場合は、同様の方法により、「(現在時刻)−(タイムスタンプi)」で表される値(1)を求め、これが閾値tを上回ったときにはステップJ10に進み、下回ったときにはステップJ2に戻るものとする。さらにステップJ10では、yiを0にしたり、事前に設定されたyiの1/x(xは自然数)にするなどして、yiを減少させ、ステップJ6に戻るものとする。これにより、特定のキューにある時間以上入力がないときには、設定されたyiが減少し、伝送遅延を小さくする動作を行うこととなる。
なお、複数のTSが存在する第3の実施形態に記載したような場合には、上記Delay Bound、Mean Data Rate、Nominal MSDU Sizeは、それぞれ、
Delay Bound=min(Delay Bound1, Delay Bound 2, ・・・、Delay Bound n)
Mean Data Rate=add(Mean Data Rate 1, Mean Data Rate 2, ・・・、Mean Data Rate n)
Nominal MSDU Size=ave(Nominal MSDU Size1、Nominal MSDU Size2、・・・、Nominal MSDU Sizen)
で表されるものとする。
なお、min()は、カッコ内の要素の最小値を求める関数を表わし、add()は、カッコ内の要素の合計を求める関数を表わし、ave()は、カッコ内の要素の平均値を求める関数を表している。また、Delay Bound r, Mean Data Rate r, Nominal MSDU Size rはそれぞれ、”r番目のTSの(アプリケーションが許容できる)許容遅延時間”、 ”r番目のTSの(MACに入力される)データレートの平均値”、”r番目のTSのフレームサイズ(MACに入力されるデータサイズ)の平均値(単位はオクテット)”を示している。なお、rは1以上の自然数を表している。
次に、第8の実施形態に係るMAC部を用いたときの、動作例について、図38を参照して説明する。図38では、n=4、Delay Bound=1[ms]、Nominal MSDU Size=2000[オクテット]、Mean Data Rate=48M[bit/sec]と仮定している。また、PSDU#1、PSDU#7、PSDU#8がそれぞれ一回ずつ誤ると仮定している。また、閾値tは、0.25[ms]と仮定している。また、図37におけるステップJ10では、yiを0とするものと仮定している。
これらのパラメータを、図37で示した手順に適用すると、
x=Delay Bound/n=0.25[ms]
y=Mean Data Rate*x/(Nominal MSDU Size*8)=3[個](再送なしの場合)
y=3+p(再送ありの場合)
となり、図38に示すように、MSDU#8、#9が時間間隔を置いて入力された場合においても、MSDU#7が入力されてから閾値t過ぎると、yi=0と設定され、無線パケットPacket#3が、図31に示した場合と比較して短い遅延時間で送信されることがわかる。
(第9の実施形態)
第9の実施形態では、第8の実施形態同様に、キューに保存されているデータの保存時間に基づいてタイムアウト処理を行うことにより、可変レートのアプリケーションに対応する。第9の実施形態に係るMAC部では、データがbufferから出力された際の時刻によりタイムアウト制御を行う。第9の実施形態に係るMACの構成は、第8の実施形態と同様である。すなわち、図32に示すように、MAC部320への入力データは、buffer321にためられ、buffer321からはscheduler322の指示により適切なタイミングで適切なAC(Access Category)に属するデータが出力される。このデータが暗号化部323により暗号化処理をされた後、MAC Header部324によってMAC Headerを付加され、FCS(Frame Check Sequence)付加部325によってFCSを付加された後に、PHYにデータが渡される。なお、図中のcontroller326は、制御信号の処理や各ブロックの制御を担当するとともに、連結するMSDUの数yiを決定しbuffer321に通知する。また、scheduler322はタイマに従い、各ブロックの制御を担当する。また、buffer321からは、データがbufferから出力された際に「DATA出力通知信号」が、controller326に通知される。これと同時にDATAが入力または出力されたキュー番号を「キュー番号通知信号」によりcontroller326に通知される。つまり、第9の実施形態では、「DATA出力通知信号」および「キュー番号通知信号」をcontroller326に通知する。
図39は、第9の実施形態に係るbufferの概略構成を示すブロック図である。第9の実施形態に係るbufferは、図3に示す第1の実施形態に係るbufferと概ね同様の構成を採るが、通知部321mが追加された点が異なる。キュー321b〜321eは、キューを構成し、Mapping to AC/STA321aは、DATAをACおよびSTA毎に前記キューに振り分ける。またInternal Collision Resolution321kは、前記DATAの出力時に、出力元のキュー番号iを通知部321mに出力し、通知部321mは、MAC制御部(controller326)にDATA出力通知信号およびキュー番号通知信号を出力することにより、キューiからDATAが出力されたことを通知する。
次に、MAC制御部(controller326)の構成を説明する。MAC制御部の構成は、図34に示した第8の実施形態に係るMAC制御部と同様であり、buffer制御部326a、他のMACブロック制御部326b、およびPHYブロック制御部326cからなる。buffer制御部326aは、タイムスタンプ管理部326d、および閾値管理部326eからなり、タイムスタンプ管理部326dは、bufferからのDATA出力信号およびキュー番号通知信号に従い、キューi毎のDATA出力時間をタイムスタンプiとして更新する。また、閾値管理部326eでは、QoSパラメータおよびキュー毎のタイムスタンプ値およびscheduler322からの現在時刻に従って、閾値yiを決定し、beffer321に通知する。
次に、MAC部320におけるbuffer321の動作を、図40のフローチャートを用いて説明する。ステップC1において、bufferにデータが入力されると、ステップC2において、入力されたデータをACおよびSTA毎に用意されたキューに振り分ける。続いてステップC3において、ACKにより受信成功が確認された送信データをキューから削除し、ステップC4において、schedulerからの送信可能信号を待つ。送信可能信号がこなければステップC1に戻り、送信可能信号がくればステップC5において各キューのうちyi個以上データが蓄積されたものがCSMA/CAの動作を行い、送信データを選択する。この後、ステップC6において、選択されたデータを送信し、ステップC7において、データがキューから出力されたことを示す「DATA出力通知信号」およびデータの出力されたキュー番号を通知する「キュー番号通知信号」をcontrollerに通知した後、ステップC1に戻る。
次に、図34で示したタイムスタンプ管理部326dの動作である、タイムスタンプの更新アルゴリズムについて、図41に示すフローチャートを用いて説明する。ステップL1において、データ出力通知信号を受信した場合は、ステップL2において、i番目のキューに対応したタイムスタンプiを更新する。一方、ステップL1において、データ出力通知信号が受信できない場合は、受信できるまで待つ。これにより、タイムスタンプiには、i番目のキューから送信された最も新しいデータの出力時刻が記録されることになる。
なお、図34で示した閾値管理部326eの動作である、MSDUの連結数yiを求めるアルゴリズムは、第8の実施形態と同様であり、図37のフローチャートに示したとおりである。ここでは、第5の実施形態において説明したyiを決定するアルゴリズムに、キューに保存されているデータの保存時間を基にタイムアウト処理を行うことにより、可変レートのアプリケーションに対応するアルゴリズムを追加したものを示している。
まず、キュー毎にni(1以上の実数)を決める(ステップJ1)。次に、ステップJ2において、ACごとにx=Delay Bound/n[ms]を導出し、ステップJ3において、AC毎のyを導出し、bufferにAC毎のyを通知する。次に、miが0であるか0より大きいかどうかについての判定を行ない(ステップJ4)、mi>0ならばステップJ5においてyi=yi+piとしてステップJ6へ移行する。
一方、ステップJ4において、mi=0ならば、bufferにキュー毎のyiを通知し(ステップJ6)、QoSパラメータおよびmiの変更を検出する(ステップJ7)。変更が無かった場合は、ステップJ8において、図36で示した方法で求めた「タイムスタンプi」の値と現在時刻から、「(現在時刻)−(タイムスタンプi)」で表される値(1)を求め、これが閾値tを上回ったときにはステップJ10に進む。一方、下回ったときにはステップJ7に戻るものとする。また、ステップJ7において、QoSパラメータまたはmiの変更があった場合は、同様の方法により、「(現在時刻)−(タイムスタンプi)」で表される値(1)を求め、これが閾値tを上回ったときにはステップJ10に進み、下回ったときにはステップJ2に戻るものとする。さらにステップJ10では、yiを0にしたり、事前に設定されたyiの1/x(xは自然数)にするなどして、yiを減少させ、ステップJ6に戻るものとする。これにより、特定のキューにある時間以上入力がないときには、設定されたyiが減少し、伝送遅延を小さくする動作を行うこととなる。
なお、複数のTSが存在する第3の実施形態に記載したような場合には、上記Delay Bound、Mean Data Rate、Nominal MSDU Sizeは、それぞれ、
Delay Bound=min(Delay Bound1, Delay Bound 2, ・・・、Delay Bound n)
Mean Data Rate=add(Mean Data Rate 1, Mean Data Rate 2, ・・・、Mean Data Rate n)
Nominal MSDU Size=ave(Nominal MSDU Size1、Nominal MSDU Size2、・・・、Nominal MSDU Sizen)
で表されるものとする。
なお、min()は、カッコ内の要素の最小値を求める関数を表わし、add()は、カッコ内の要素の合計を求める関数を表わし、ave()は、カッコ内の要素の平均値を求める関数を表している。また、Delay Bound r, Mean Data Rate r, Nominal MSDU Size rはそれぞれ、”r番目のTSの(アプリケーションが許容できる)許容遅延時間”、 ”r番目のTSの(MACに入力される)データレートの平均値”、”r番目のTSのフレームサイズ(MACに入力されるデータサイズ)の平均値(単位はオクテット)”を示している。なお、rは1以上の自然数を表している。
次に、上記構成のMACを用いたときの、動作例について、図42を参照して説明する。図42では、n=4、Delay Bound=1[ms]、Nominal MSDU Size=2000[オクテット]、Mean Data Rate=48M[bit/sec]と仮定している。また、PSDU#1、PSDU#7、PSDU#8がそれぞれ一回ずつ誤ると仮定している。また、閾値tは、0.25[ms]と仮定している。また、図37におけるステップJ10では、yiを0とするものと仮定している。これらのパラメータを、図37の手順に適用すると、
x=Delay Bound/n=0.25[ms]
y=Mean Data Rate*x/(Nominal MSDU Size*8)=3[個](再送なしの場合)
y=3+p(再送ありの場合)
となり、図42に示すように、MSDU#8、#9が時間間隔を置いて入力された場合においても、MSDU#6が出力されてから閾値t過ぎると、yi=0と設定され、無線パケットPacket#3が、図31で示した場合と比較して短い遅延時間で送信されることがわかる。
以上説明したように、これらのPHY部、およびMAC部の構成を持つ送信機を備えた、アクセスポイント、ステーションにより、無線LANシステムを構築することにより、伝送効率が高くQoS制御可能なシステムをつくることができる。また、この無線LANシステムを用いることによって、高品位の動画像を伝送可能な画像伝送装置や、映像表示装置に画像伝送を行うチューナを作成することができる。
第1の実施形態に係る無線送信機の概略構成を示すブロック図である。 第1の実施形態に係るMAC部の概略構成を示すブロック図である。 第1の実施形態に係るbufferの概略構成を示すブロック図である。 第1の実施形態に係るキューの概略構成を示すブロック図である。 第1の実施形態に係る無線LANシステムの構成を示す図である。 第1の実施形態に係るbufferの動作を示すフローチャートである。 (a)は、第1の実施形態において、連結前のデータユニットを表わす図であり、(b)は、第1の実施形態において、連結後のデータユニットを表わす図である。 第1の実施形態に係る無線送信機の概略構成を示すブロック図である。 第1の実施形態において、データユニット毎に誤り訂正符号化をした後、連結する様子を示す図である。 第1の実施形態に係るFEC encoderの概略構成を示すブロック図である。 第1の実施形態において、データユニット毎に誤り訂正符号化をした後、連結する様子を示す図である。 第1の実施形態において、データユニットを連結した後、誤り訂正符号化する様子を示す図である。 第1の実施形態において、データユニットを連結した後、誤り訂正符号化する様子を示す図である。 第1の実施形態に係るMIMOシステムにおける無線送信機の概略構成を示すブロック図である。 第1の実施形態に係るMIMOシステムにおいて、OFDMシンボル毎に各アンテナへの割り当てを行なった様子を示す図である。 第2の実施形態に係る無線LANシステムの構成を示す図である。 第2の実施形態において、データユニットの連結の様子を示す図である。 第3の実施形態に係る無線LANシステムの構成を示す図である。 第3の実施形態において、データユニットの連結の様子を示す図である。 第4の実施形態において、IEEE802.11eで定義されるTSPEC(Traffic Specification element)を示す図である。 第4の実施形態に係るMAC部におけるcontrollerが、QoSパラメータに基づいて、MSDUの連結数「y」を決定する手順を示すフローチャートである。 第4の実施形態において、APとSTAとの通信の様子およびデータユニットの連結の様子を示す図である。 第4の実施形態において、APとSTAとの通信の様子およびデータユニットの連結の様子を示す図である。 第5の実施形態に係るMAC部におけるcontrollerが、QoSパラメータに基づいてMSDUの連結数yを決定する手順を示すフローチャートである。 第5の実施形態において、APとSTAとの通信の様子およびデータユニットの連結の様子を示す図である。 第6の実施形態に係るMAC部におけるcontrollerが、QoSパラメータに基づいてMSDUの連結数yを決定する手順を示すフローチャートである。 第6の実施形態において、APとSTAとの通信の様子およびデータユニットの連結の様子を示す図である。 第7の実施形態に係るMAC部におけるcontrollerが、QoSパラメータに基づいてMSDUの連結数yを決定する手順を示すフローチャートである。 第7の実施形態において、APとSTAとの通信の様子およびデータユニットの連結の様子を示す図である。 第5の実施形態に係るアルゴリズムを適用した場合のAPとSTAとの通信の様子、およびデータユニットの連結の様子を示す図である。 アプリケーションからAPのMACに入力されるデータが可変レートである場合の、APとSTAとの通信の様子およびデータユニットの連結の様子を示す図である。 第8の実施形態に係るMAC部の概略構成を示す図である。 第8の実施形態に係るMAC部におけるbufferの概略構成を示すブロック図である。 第8の実施形態に係るMAC制御部の概略構成を示すブロック図である。 第8の実施形態に係るMAC部におけるbufferの動作を示すフローチャートである。 第8の実施形態に係るMAC部におけるタイムスタンプ管理部の動作を示すフローチャートである。 第8の実施形態に係るMAC部における閾値管理部の動作を示すフローチャートである。 第8の実施形態に係るMAC部を用いたときの動作例を示す図である。 第9の実施形態に係るbufferの概略構成を示すブロック図である。 第9の実施形態に係るMAC部におけるbufferの動作を示すフローチャートである。 第9の実施形態に係るMAC部におけるタイムスタンプ管理部の動作を示すフローチャートである。 第9の実施形態に係るMACを用いたときの動作例を示す図である。 従来の無線LANシステムにおける無線パケットの構成を示す図である。 従来の無線LANシステムにおける無線パケットにおいて、データユニットを連結した場合と連結しない場合のプリアンブルの割合を比較した例を示す図である。 従来の無線LANシステムにおけるデータユニットの連結の様子を示す図である。 従来の無線送信機におけるMAC部の概略構成を示すブロック図である。 従来の無線送信機のMAC部におけるbufferの概略構成を示すブロック図である。 従来の無線送信機のMAC部におけるbufferの動作を示すフローチャートである。 従来の無線LANシステムにおいて、データユニットを連結した際の問題点を示す図である。
符号の説明
1 無線送信機
10 MAC部
20 PHY部
30 無線送信部(RF)
40 送信アンテナ
11 buffer
11−1 メモリ
11−2 判定部
11−3 出力制御部
11−4 制御部
11a Mappinng to AC/STA
11b〜11e キュー
11f〜11i CSMA/CA
11k Internal Collision Resolution
12 scheduler
13 暗号化部
14 MAC Header付加部
15 FCS付加部
16 (MAC)controller
21 FECencoder
21a 終端処理部
21b 誤り訂正符号化部
22 modulator
23 IFFT
24 filter
25 (PHY)controller
120 S/P変換部
320 MAC部
321 buffer
322 scheduler
323 暗号化部
324 MAC Header付加部
325 FCS(CRC)付加部
326 (MAC)controller
321a Mappinng to AC/STA
321b〜321e キュー
321f〜321i CSMA/CA
321k Internal Collision Resolution
321j 通知部
321m 通知部
326a buffer制御部
326b 他のMACブロック制御部
326c PHYブロック制御部
326d タイムスタンプ管理部
326e 閾値管理部
400 AP
410 STA1
420 STA2

Claims (14)

  1. 通信相手先の無線通信機およびQoSクラスに対応して割り当てられた複数のキューのいずれかにデータユニットが入力されてから経過する時間、または通信相手先の無線通信機およびQoSクラスに対応して割り当てられた複数のキューのいずれかからデータユニットが出力されてから経過する時間を監視し、
    前記時間に基づいて、一つの無線パケットに含まれるデータユニット数として定められた閾値を変更し、
    前記各キューに蓄積されたデータユニット数が、前記変更後の閾値を超えたかどうかを判定し、
    いずれかの前記キューにおいて蓄積されたデータユニット数が前記変更後の閾値を超えた場合、前記蓄積されたデータユニットを出力することを特徴とするMAC制御方法。
  2. 前記複数のキューのいずれかにデータユニットが入力されてから所定時間以内にそのキューに対して新たなデータユニットが入力されない場合は、前記閾値を減少させることを特徴とする請求項1記載のMAC制御方法。
  3. 前記複数のキューのいずれかからデータユニットが出力されてから所定時間以内にそのキューから新たなデータユニットが出力されない場合は、前記閾値を減少させることを特徴とする請求項1記載のMAC制御方法。
  4. 伝送制御を行なうMAC装置に設けられるMAC制御装置であって、
    通信相手先の無線通信機およびQoSクラスに対応して割り当てられた複数のキューのいずれかにデータユニットが入力された時間、または通信相手先の無線通信機およびQoSクラスに対応して割り当てられた複数のキューのいずれかからデータユニットが出力された時間を監視するタイムスタンプ管理部と、
    現在時刻を出力するスケジューラ部と、
    前記時間および前記現在時刻に基づいて、一つの無線パケットに含まれるデータユニット数として定められた閾値を変更する閾値管理部と、を備えることを特徴とするMAC制御装置。
  5. 前記タイムスタンプ管理部は、通信相手先の無線通信機およびQoSクラスに対応して割り当てられた複数のキューのいずれかにデータユニットが入力された時間を監視し、
    前記閾値管理部は、前記時間と前記現在時刻との差が一定値を超えると、前記閾値を減少させることを特徴とする請求項4記載のMAC制御装置。
  6. 前記タイムスタンプ管理部は、通信相手先の無線通信機およびQoSクラスに対応して割り当てられた複数のキューのいずれかにデータユニットが出力された時間を監視し、
    前記閾値管理部は、前記時間と前記現在時刻との差が一定値を超えると、前記閾値を減少させることを特徴とする請求項4記載のMAC制御装置。
  7. 伝送制御を行なうMAC装置に設けられるバッファ装置であって、
    通信相手先の無線通信機およびQoSクラスに対応して割り当てられた複数のキューと、
    いずれかの前記キューにデータユニットが入力されたときにデータユニットの入力を示す信号およびそのキューを特定する信号を請求項4記載のMAC制御装置に対して出力し、またはいずれかの前記キューからデータユニットが出力されたときにデータユニットの出力を示す信号およびそのキューを特定する信号を請求項4記載のMAC制御装置に対して出力する通知部と、を備えることを特徴とするバッファ装置。
  8. 請求項4から請求項6のいずれかに記載のMAC制御装置と、請求項7記載のバッファ装置とを備えることを特徴とするMAC装置。
  9. 請求項8記載のMAC装置と、前記MAC装置から出力されるデータユニットを通信回線に送出するための電気的な変換および機械的な作業を行なうPHY部と、前記PHY部から出力されるデータを無線信号に変換して送信アンテナから送信する無線送信部と、を備え、複数のデータユニットを含む無線パケットを用いて無線送信を行なうことを特徴とする無線送信機。
  10. 請求項9記載の無線送信機を備えることを特徴とするアクセスポイント。
  11. 請求項9記載の無線送信機を備えることを特徴とするステーション。
  12. 請求項10記載のアクセスポイントと、請求項11記載のステーションと、から構成されることを特徴とする無線LANシステム。
  13. 請求項9記載の無線送信機を備えることを特徴とする画像伝送装置。
  14. 請求項9記載の無線送信機を備えることを特徴とするチューナ。
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