JP2010187083A

JP2010187083A - Radio communication device

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Publication number: JP2010187083A
Application number: JP2009028473A
Authority: JP
Inventors: Kosuke Kawakado; 浩亮川角; Kentaro Kozai; 謙太朗小材
Original assignee: Tokyo Electric Power Co Inc
Current assignee: Tokyo Electric Power Company Holdings Inc
Priority date: 2009-02-10
Filing date: 2009-02-10
Publication date: 2010-08-26

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radio communication device which has improved communication quality of multicast packets by selectively using a broadcast frame and a unicast frame for each wireless terminal. <P>SOLUTION: The radio communication device (radio base station 2) includes: a radio transmission/reception means; a multicast management means for managing the radio terminals 3 participating in multicast communication; a determination table storage means for storing a determination table; a wireless LAN band management means for managing the margin of the band of a wireless LAN; a packet processing means for determining a communication method and a transmission rate using the margin and the determination table and transmitting packets to the respective wireless terminals 3; a terminal communication state management means for managing reception signal strength for each wireless terminal 3 and a retransmission rate for each used transmission rate; and a table generation means for generating the determination table on the basis of the reception signal strength and the retransmission rate and causing the determination table storage means to store the determination table. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、無線基地局のように多数の無線端末との間の通信を制御する無線通信装置に関し、特に詳細には、ブロードキャストフレーム及びユニキャストフレームを組み合わせた送信制御により通信品質を確保しつつ、無線帯域の利用効率を向上させる無線通信装置に関する。 The present invention relates to a wireless communication apparatus that controls communication with a large number of wireless terminals such as a wireless base station, and in particular, while ensuring communication quality by transmission control combining a broadcast frame and a unicast frame. The present invention relates to a wireless communication device that improves utilization efficiency of a wireless band.

映像やニュース配信など、複数の端末に同時にコンテンツを送信する仕組みとしてマルチキャスト通信がある。ＩＥＥＥ８０２．１１規格の無線ＬＡＮでは、このマルチキャスト通信で用いられるパケット（以下、「マルチキャストパケット」と呼ぶ）を、無線端末に送信する際には、無線基地局と無線端末との間においては、ブロードキャストフレームとして扱う。無線ＬＡＮでは、データフレームの到達性を確保するために、受信側より確認応答用のフレーム（ＡＣＫ）を送信し、送信側はこのＡＣＫを受信できない場合、データフレームを再送する仕組みが規定されている。しかし、この仕組みはユニキャストフレームに適用されるものであり、ブロードキャストフレームには適用されない。このため、ブロードキャストフレームの場合には、低い伝送レートを使用することによりフレームの到達性を高める制御が行われているが、ユニキャストフレームに比べてフレームの到達性が落ちる場合がある。 Multicast communication is a mechanism for simultaneously transmitting content to a plurality of terminals such as video and news distribution. In the wireless LAN of the IEEE 802.11 standard, when a packet (hereinafter referred to as “multicast packet”) used in this multicast communication is transmitted to a wireless terminal, it is broadcast between the wireless base station and the wireless terminal. Treat as a frame. In wireless LAN, in order to ensure the reachability of the data frame, a frame for acknowledgment (ACK) is transmitted from the receiving side, and when the transmitting side cannot receive this ACK, a mechanism for retransmitting the data frame is specified. Yes. However, this mechanism is applied to unicast frames and not broadcast frames. For this reason, in the case of a broadcast frame, control is performed to increase the reachability of the frame by using a low transmission rate, but the reachability of the frame may be lower than that of a unicast frame.

フレームの到達性を向上させるために、無線基地局において、上位ネットワークからのマルチキャストパケットをユニキャストフレームを用いて各無線端末に送信する方法が考えられている。また、この場合、ユニキャストフレームは受信端末の台数分だけ送信されるため、それに応じてトラフィック量が増えるので、受信端末数が少ないときにはユニキャストフレームを用いて通信し、受信端末が多いときにはブロードキャストフレームに切り替える方法も提案されている（例えば、特許文献１参照）。 In order to improve the reachability of the frame, a method of transmitting a multicast packet from an upper network to each wireless terminal using a unicast frame in a wireless base station is considered. In this case, since unicast frames are transmitted as many as the number of receiving terminals, the amount of traffic increases accordingly. Therefore, communication is performed using unicast frames when the number of receiving terminals is small, and broadcast when there are many receiving terminals. A method of switching to a frame has also been proposed (see, for example, Patent Document 1).

特開２００７−０４９３８２号公報JP 2007-043982 A

しかしながら、ブロードキャストフレームを用いて通信を行うと、無線基地局から遠い位置にある無線端末や、無線基地局との間に障害物がある無線端末では、フレームの到達性が低下して、伝送品質が悪化するという課題があった。 However, when communication is performed using a broadcast frame, the reachability of the frame decreases in a wireless terminal located far from the wireless base station or a wireless terminal that has an obstacle between the wireless base station, and transmission quality is reduced. There was a problem of getting worse.

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、マルチキャストパケットを無線ＬＡＮ上に送信する際に、無線帯域の余裕度及び各無線端末との間の通信状態に応じて、この無線端末毎にブロードキャストフレームとユニキャストフレームとを使い分けることにより、通信品質及び無線帯域の利用効率を向上させた無線通信装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and when transmitting a multicast packet on a wireless LAN, the wireless terminal according to a margin of a wireless band and a communication state with each wireless terminal. It is an object of the present invention to provide a wireless communication apparatus in which communication quality and utilization efficiency of a wireless band are improved by using a broadcast frame and a unicast frame separately for each time.

前記課題を解決するために、本発明に係る無線通信装置（例えば、実施形態における無線基地局２）は、無線ＬＡＮにより、２以上の無線端末との間のパケットの送受信を制御するとともに、無線端末にユニキャストフレームを用いて送信したときには、再送制御を行う無線送受信手段と、無線端末のうち、マルチキャスト通信に参加する無線端末を管理するマルチキャスト管理手段と、マルチキャスト通信に参加する無線端末に対して、通信方法としてユニキャストフレーム及びブロードキャストフレームのいずれかを割り当て、当該通信方法と伝送レートとの組を複数パターン有するとともに、当該パターン毎に１パケットを送信するために必要となる所要送信時間を有する判定テーブルを記憶する判定テーブル記憶手段と、無線ＬＡＮの帯域の余裕度を、無線ＬＡＮの空き帯域から算出した、空き時間として管理する無線ＬＡＮ帯域管理手段と、無線端末に対してマルチキャストパケットを送信するときに、無線ＬＡＮ帯域管理手段から余裕度を取得し、判定テーブルを参照して、余裕度及び所要送信時間に基づいて、パターンを選択し、当該パターンにおいて、無線端末毎に割り当てられている通信方法及び伝送レートにより、無線送受信手段から無線端末の各々にパケットを送信するパケット処理手段と、マルチキャスト通信に参加する無線端末の各々の受信信号強度及び使用された伝送レート毎の再送率を管理する端末通信状態管理手段と、受信信号強度及び伝送レート毎の再送率に基づいて判定テーブルを生成して判定テーブル記憶手段に記憶させるテーブル生成手段と、を有する。 In order to solve the above-described problem, a wireless communication apparatus (for example, the wireless base station 2 in the embodiment) according to the present invention controls transmission / reception of packets between two or more wireless terminals by wireless LAN, and wirelessly When transmitting to a terminal using a unicast frame, a wireless transmission / reception means for performing retransmission control, a multicast management means for managing a wireless terminal participating in multicast communication among the wireless terminals, and a wireless terminal participating in multicast communication And assigning either a unicast frame or a broadcast frame as a communication method, and having a plurality of patterns of pairs of the communication method and a transmission rate, and a required transmission time required to transmit one packet for each pattern A determination table storing means for storing a determination table, and a wireless LAN The wireless LAN bandwidth management means for managing the bandwidth margin as a free time calculated from the free bandwidth of the wireless LAN, and when the multicast packet is transmitted to the wireless terminal, the margin is obtained from the wireless LAN bandwidth management means. Then, referring to the determination table, a pattern is selected based on the margin and the required transmission time, and in the pattern, the wireless transmission / reception unit transmits the wireless terminal according to the communication method and the transmission rate assigned to each wireless terminal. Packet processing means for transmitting packets to each, terminal communication state management means for managing the received signal strength of each wireless terminal participating in multicast communication and the retransmission rate for each used transmission rate, received signal strength and transmission rate A table generation method for generating a determination table based on each retransmission rate and storing the determination table in the determination table storage means And, with a.

このような本発明に係る無線通信装置において、テーブル生成手段は、パターンの生成において、マルチキャスト通信に参加する無線端末の各々のユニキャストフレーム及びブロードキャストフレームにおける伝送レートの決定手段として、受信信号強度若しくは使用された伝送レート毎の再送率を利用しても良いし、その両者を利用しても良い。例えば、受信信号強度と伝送レートの予め決められたテーブルに基づいて決定した伝送レートを当該通信方法における伝送レートとしても良いし、再送率が予め設定された値以下の使用された伝送レートのうち最大の伝送レートを当該通信方法における伝送レートとしても良い。但し、ブロードキャストフレームを割り当てる無線端末に対しては、使用された伝送レートのうち最小の伝送レート以下の伝送レートを当該通信方法における伝送レートとするように構成されることが好ましい。 In such a wireless communication apparatus according to the present invention, the table generating means serves as a means for determining a transmission rate in each unicast frame and broadcast frame of each wireless terminal participating in multicast communication in pattern generation. The retransmission rate for each used transmission rate may be used, or both of them may be used. For example, the transmission rate determined based on a predetermined table of the received signal strength and the transmission rate may be used as the transmission rate in the communication method, and among the used transmission rates with a retransmission rate equal to or less than a preset value The maximum transmission rate may be used as the transmission rate in the communication method. However, it is preferable that a wireless terminal to which a broadcast frame is allocated be configured so that a transmission rate equal to or lower than the minimum transmission rate among the used transmission rates is set as the transmission rate in the communication method.

また、このような本発明に係る無線通信装置において、テーブル生成手段は、パターンの生成において、無線端末のうち、受信信号強度の強い端末に対して優先的にブロードキャストフレームによる通信方法を割り当てるように構成されることが好ましい。 Further, in such a wireless communication apparatus according to the present invention, the table generation means preferentially assigns a communication method using a broadcast frame to a terminal having a strong received signal strength among wireless terminals in pattern generation. Preferably, it is configured.

さらに、このような本発明に係る無線通信装置は、帰属する無線端末のうち、マルチキャスト通信に参加する無線端末以外の無線端末に対して、必要に応じて切断信号を送信するマルチキャスト非参加端末切断手段を有することが好ましい。 Further, such a wireless communication apparatus according to the present invention disconnects a multicast non-participating terminal that transmits a disconnection signal to a wireless terminal other than the wireless terminal participating in multicast communication among the associated wireless terminals, if necessary. It is preferable to have a means.

本発明に係る無線通信装置を以上のような構成とすると、マルチキャストパケットを無線ＬＡＮ上に送信する際に、無線帯域の余裕度及び各無線端末との間の通信状態に応じて、この無線端末毎にブロードキャストフレームとユニキャストフレームとを使い分けることができ、これにより通信品質及び無線帯域の利用効率を向上させることができる。 When the wireless communication apparatus according to the present invention is configured as described above, when transmitting a multicast packet on a wireless LAN, the wireless terminal is set according to the margin of the wireless bandwidth and the communication state with each wireless terminal. The broadcast frame and the unicast frame can be properly used every time, thereby improving the communication quality and the utilization efficiency of the radio band.

本発明に係る無線通信装置（無線基地局）を有する無線通信システムの構成を示すブロック図であって、無線帯域に余裕がある場合を示す。It is a block diagram which shows the structure of the radio | wireless communications system which has a radio | wireless communication apparatus (radio base station) which concerns on this invention, Comprising: The case where there is a margin in a radio | wireless band is shown. 上記無線通信システムの無線帯域に余裕が無い場合を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the case where there is no margin in the radio | wireless band of the said radio | wireless communications system. 無線基地局の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a wireless base station. ブロードキャスト／ユニキャスト制御手段の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a broadcast / unicast control means. 判定テーブルの構成を示すデータ構造図である。It is a data structure figure which shows the structure of a determination table. 無線基地局の処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process of a wireless base station.

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。まず、図１及び図２を用いて、本発明に係る無線通信装置として、ＩＥＥＥ８０２．１１規格の無線通信制御を行う無線基地局２を用いた無線通信システム１の構成を説明する。この無線通信システム１は、無線基地局２と、複数の無線端末３と、無線基地局２に接続された上位ネットワーク４と、この上位ネットワーク４に接続された配信サーバ５と、を有して構成されている。無線基地局２は、無線通信で接続される複数の無線端末３間の通信や、無線端末３と上位ネットワーク４を介して接続された配信サーバ５との間の通信を制御するものである。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the configuration of a wireless communication system 1 using a wireless base station 2 that performs wireless communication control of the IEEE 802.11 standard as a wireless communication apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The radio communication system 1 includes a radio base station 2, a plurality of radio terminals 3, an upper network 4 connected to the radio base station 2, and a distribution server 5 connected to the upper network 4. It is configured. The wireless base station 2 controls communication between a plurality of wireless terminals 3 connected by wireless communication and communication between the wireless terminal 3 and the distribution server 5 connected via the upper network 4.

このような無線通信システム１において、無線基地局２は、配信サーバ５からこの無線基地局２に帰属している複数の無線端末３に対してマルチキャストパケットが送信されると、各無線端末３との通信状態を考慮して、ユニキャストフレーム及びブロードキャストフレームを使い分けて送信することにより、通信品質及び無線帯域の利用効率を向上させるように構成されている。具体的には、図１に示すように、無線基地局２が管理する無線エリアの無線帯域に余裕があるときは、配信サーバ５から送信されたマルチキャストパケットを、全無線端末３に対してユニキャストフレームを用いて送信し、図２に示すように、無線帯域に余裕が無いときは、通信状態の悪い無線端末３（例えば、図２の場合は無線端末（４）及び（５））に対してはユニキャストフレームを用いて送信するが、その他の通信状態の比較的良い無線端末３に対してはブロードキャストフレームを用いて送信するように構成されている。 In such a wireless communication system 1, when a multicast packet is transmitted from the distribution server 5 to a plurality of wireless terminals 3 belonging to the wireless base station 2, the wireless base station 2 In consideration of the communication state, the unicast frame and the broadcast frame are separately used for transmission, thereby improving the communication quality and the utilization efficiency of the radio band. Specifically, as shown in FIG. 1, when there is a surplus in the radio band of the radio area managed by the radio base station 2, the multicast packet transmitted from the distribution server 5 is transmitted to all radio terminals 3 as a unit. As shown in FIG. 2, when there is no margin in the radio band, the wireless terminal 3 having a poor communication state (for example, the wireless terminals (4) and (5) in FIG. 2) is transmitted. On the other hand, transmission is performed using a unicast frame, but transmission is performed using a broadcast frame to the wireless terminal 3 having a relatively good communication state.

それでは、この無線基地局２の構成について、図３〜図６を用いて説明する。この無線基地局２は、図３に示すように、上位ネットワーク４との間の通信を制御する有線送受信手段２１と、無線端末３との間の通信を制御する無線送受信手段２２と、この無線基地局２に接続されている無線端末３のマルチキャスト通信への参加を管理するマルチキャスト管理手段２３と、各無線端末３との通信状態を管理する端末通信状態管理手段２４と、この無線基地局２の無線エリア内の無線帯域の状態を管理する無線ＬＡＮ帯域管理手段２５と、上位ネットワーク４からマルチキャストパケットを受信したときに、無線端末３に対してブロードキャストフレームを用いて送信するか、ユニキャストフレームを用いて送信するかを制御するブロードキャスト／ユニキャスト制御手段２６と、マルチキャスト通信に参加しない無線端末３を切断して他の無線基地局への帰属替えを促すマルチキャスト非参加端末切断手段２７と、を有している。 Now, the configuration of the radio base station 2 will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 3, the wireless base station 2 includes a wired transmission / reception means 21 for controlling communication with the upper network 4, a wireless transmission / reception means 22 for controlling communication with the wireless terminal 3, and this wireless Multicast management means 23 for managing participation of the wireless terminal 3 connected to the base station 2 in multicast communication, terminal communication state management means 24 for managing the communication state with each wireless terminal 3, and the wireless base station 2 Wireless LAN bandwidth management means 25 for managing the state of the wireless bandwidth in the wireless area, and when a multicast packet is received from the upper network 4, it is transmitted to the wireless terminal 3 using a broadcast frame, or a unicast frame Broadcast / unicast control means 26 that controls whether to transmit using a wireless terminal and a wireless terminal that does not participate in multicast communication 3 by cutting the has a multicast non participating terminal cutting means 27 to urge the attribution replacement to a different radio base station.

この無線基地局２の機能について更に詳細に説明する。まず、無線ＬＡＮ帯域管理手段２５は、この無線基地局２に帰属する全て（マルチキャスト参加の有無に関わらず）の無線端末３との間で送受信されるフレームのトラフィック量と伝送レートを、例えば所定の時間間隔毎の移動平均値として収集し、これらの値から、無線帯域の余裕度を算出して常時管理する。ここで、余裕度は、無線帯域の空き帯域から算出される「無線帯域の空き時間［μ秒］」として管理される。また、端末通信状態管理手段２４は、この無線基地局２に帰属する無線端末３毎の通信状態として、受信するフレームの受信信号強度（ＲＳＳＩ）［ｄＢｍ］と、無線端末３に送信するフレームの伝送レート［Ｍｂｐｓ］及び再送率［％］と、を管理する。また、マルチキャスト管理手段２３は、この無線基地局２を介して、帰属している無線端末３に対してマルチキャストパケットが送信される場合に、無線端末３からのマルチキャスト受信参加パケット（ＩＧＭＰ等）をスヌーピングし、当該マルチキャストへ参加する無線端末３を検出して管理する。 The function of the radio base station 2 will be described in more detail. First, the wireless LAN bandwidth management means 25 determines the traffic amount and transmission rate of frames transmitted / received to / from all the wireless terminals 3 belonging to this wireless base station 2 (regardless of whether multicast participation or not), for example, a predetermined value. Are collected as moving average values for each time interval, and from these values, the margin of the radio band is calculated and constantly managed. Here, the margin is managed as “free time of the wireless band [μ seconds]” calculated from the free band of the wireless band. Further, the terminal communication state management unit 24 sets the received signal strength (RSSI) [dBm] of the received frame and the frame transmitted to the wireless terminal 3 as the communication state of each wireless terminal 3 belonging to the wireless base station 2. The transmission rate [Mbps] and the retransmission rate [%] are managed. Further, the multicast management means 23 sends a multicast reception participation packet (such as IGMP) from the wireless terminal 3 when a multicast packet is transmitted to the wireless terminal 3 to which it belongs via the wireless base station 2. Snooping and detecting and managing the wireless terminal 3 participating in the multicast.

ブロードキャスト／ユニキャスト制御手段２６は、無線端末３に対してマルチキャストパケットを、無線帯域に余裕がある場合はユニキャストフレームによる通信を基本とし送信し、余裕が無くなってきた場合には、通信状態の良い無線端末に対してはブロードキャストフレームによる通信に切り替えることにより使用帯域を減らす制御を行う。このブロードキャスト／ユニキャスト制御手段２６は、図４に示すように、ブロードキャストフレームとユニキャストフレームのどちらを使用するかを決定するための判定テーブルを生成するテーブル生成手段２６ａと、この判定テーブルを記憶する判定テーブル記憶手段２６ｂと、判定テーブルを用いてフレームの制御を行うパケット処理手段２６ｃと、を有して構成される。 The broadcast / unicast control means 26 transmits a multicast packet to the wireless terminal 3 on the basis of communication using a unicast frame when there is a surplus in the radio band. For good wireless terminals, control is performed to reduce the bandwidth used by switching to communication by broadcast frames. As shown in FIG. 4, the broadcast / unicast control unit 26 stores a table generation unit 26a for generating a determination table for determining whether to use a broadcast frame or a unicast frame, and the determination table. Determination table storage means 26b, and packet processing means 26c for controlling the frame using the determination table.

テーブル生成手段２６ａは、所定の時間間隔毎に、マルチキャスト管理手段２３で管理しているマルチキャスト通信に参加している無線端末３の情報と、端末通信状態管理手段２４で管理している無線端末３毎の受信信号強度、伝送レート及び再送率とを取得し、これらの情報に基づいて送信パターンを決定して図５に示すデータの構造の判定テーブル２６０を生成し、判定テーブル記憶手段２６ｂに記憶する（更新する）ものである。この判定テーブル２６０は、マルチキャストに参加している無線端末３を記憶する端末カラム２６１と、各無線端末３の受信信号強度を記憶するＲＳＳＩカラム２６２と、伝送レート毎に当該伝送レートが選択されていたときの再送率が記憶される再送率カラム２６３と、これらの情報から決定される送信パターンが記憶されるパターンカラム２６４と、各パターンにおける送信方法（ブロードキャストフレームを用いるか、ユニキャストフレームを用いるか）によりマルチキャストパケットを１パケット送信したときの送信所要時間の見積もり値［μ秒］が記憶される見積もり値カラム２６５と、を有している。ここで、送信パターンとは、無線端末３毎に、ブロードキャストフレームで送信した場合の伝送レートとユニキャストフレームで送信した場合の伝送レートとの組合せを定義したものであり、それぞれのパターンにおいて、送信方法カラム２６４ａと伝送レートカラム２６４ｂに記憶される。 The table generation unit 26 a is configured to transmit information on the wireless terminals 3 participating in the multicast communication managed by the multicast management unit 23 and the wireless terminals 3 managed by the terminal communication state management unit 24 at predetermined time intervals. The received signal strength, the transmission rate, and the retransmission rate are acquired for each, and the transmission pattern is determined based on the information, and the data structure determination table 260 shown in FIG. 5 is generated and stored in the determination table storage unit 26b. To do (update). In this determination table 260, a terminal column 261 that stores wireless terminals 3 participating in multicast, an RSSI column 262 that stores received signal strength of each wireless terminal 3, and the transmission rate are selected for each transmission rate. A retransmission rate column 263 for storing a retransmission rate at the time of transmission, a pattern column 264 for storing a transmission pattern determined from these pieces of information, and a transmission method in each pattern (using a broadcast frame or using a unicast frame) And an estimated value column 265 in which an estimated value [μ seconds] of a required transmission time when one multicast packet is transmitted is stored. Here, the transmission pattern defines, for each wireless terminal 3, a combination of a transmission rate when transmitted in a broadcast frame and a transmission rate when transmitted in a unicast frame. It is stored in the method column 264a and the transmission rate column 264b.

具体的には、まず、各無線端末３との通信における受信信号強度（ＲＳＳＩ）または伝送レート別の再送率に基づいて、当該無線端末３毎に、ブロードキャストフレームで送信する際の伝送レートと、ユニキャストフレームで送信する際の伝送レートとを決定する。例えば、図５に示す判定テーブル２６０の場合は、ユニキャストフレーム及びブロードキャストフレーム各々による通信において、受信信号強度若しくは使用された伝送レート毎の再送率若しくはその両者に基づいて伝送レートを選択する手段として、ユニキャストフレームによる通信の場合は、再送率が予め設定された値である１０［％］以下の使用された伝送レートのうち最大の伝送レートを選択し、ブロードキャストフレームによる通信の場合は、使用された伝送レートのうち最も低い伝送レートから２つ下の伝送レート（但し、使用された伝送レートのうち最も低い伝送レートが１８［ｂｐｓ］及び１２［ｂｐｓ］の場合は１２［ｂｐｓ］とする）を選択した場合を示している。これは、ユニキャストフレームの場合は、フレームが無線端末３に到達しない場合は再送処理が実行されてフレームの到達が担保されるので、通信品質が一定以上（再送率が予め設定された値以下）のうち可能な限り高い伝送レートとし、ブロードキャストフレームの場合は、フレームを確実に無線端末３に到達させるために余裕を持たせた伝送レートとするためである。なお、ユニキャストフレームによる通信の場合は、最大伝送レートより上の伝送レートを選択するように構成することも可能である。同様に、ブロードキャストフレームによる通信の場合は、使用された伝送レートのうち、最も低い伝送レートや、１つ下の伝送レートを選択するように構成することも可能である。 Specifically, first, based on the received signal strength (RSSI) in communication with each wireless terminal 3 or the retransmission rate for each transmission rate, for each wireless terminal 3, the transmission rate when transmitting in a broadcast frame, Determine the transmission rate when transmitting in a unicast frame. For example, in the case of the determination table 260 shown in FIG. 5, as a means for selecting a transmission rate based on the received signal strength, the retransmission rate for each transmission rate used, or both in communication using unicast frames and broadcast frames. In the case of communication using a unicast frame, the maximum transmission rate is selected from the used transmission rates of 10% or less, which is a preset value of the retransmission rate. The transmission rate that is two lower than the lowest transmission rate (if the transmission rate used is 18 [bps] and 12 [bps], the transmission rate is 12 [bps]). ) Is shown. This is because, in the case of a unicast frame, if the frame does not reach the wireless terminal 3, the retransmission process is executed and the arrival of the frame is ensured, so that the communication quality is more than a certain value (the retransmission rate is below a preset value) This is because the transmission rate is as high as possible in the case of broadcast frames, and in the case of broadcast frames, a transmission rate with a margin is provided to ensure that the frames reach the wireless terminal 3. In the case of communication using a unicast frame, a transmission rate higher than the maximum transmission rate may be selected. Similarly, in the case of communication using a broadcast frame, it is possible to select the lowest transmission rate or the next lower transmission rate among the used transmission rates.

そして、このようにして決定された伝送レートを基に、ブロードキャストフレームによる通信とユニキャストフレームとによる通信の組合せによる通信パターンを決定し、判定テーブル記憶手段２６ｂに記憶する。例えば、図５に示すように、６台の無線端末３がマルチキャスト通信に参加しているときに、全ての無線端末３に対してユニキャストフレームによる通信を行う通信パターンをパターン（１）とし、受信信号強度の高い２台の無線端末３（端末５及び端末６）をブロードキャストフレームによる通信としたときの通信パターンをパターン（２）とし、受信信号強度の高い４台の無線端末３（端末３〜端末６）をブロードキャストフレームによる通信としたときの通信パターンをパターン（３）とし、全ての無線端末３に対してブロードキャストフレームによる通信を行う通信パターンをパターン（４）として決定する。なお、この図５に示す通信パターンの構成は一例を示すものであり、本発明がこの構成に限定されることはない。 Then, based on the transmission rate thus determined, a communication pattern based on a combination of communication using a broadcast frame and communication using a unicast frame is determined and stored in the determination table storage unit 26b. For example, as shown in FIG. 5, when six wireless terminals 3 are participating in multicast communication, a communication pattern for performing communication by unicast frames to all the wireless terminals 3 is set as a pattern (1). A communication pattern when two wireless terminals 3 (terminal 5 and terminal 6) having high received signal strength are communicated by a broadcast frame is set as a pattern (2), and four wireless terminals 3 (terminal 3) having high received signal strength are used. The communication pattern when the terminal 6) is a communication by the broadcast frame is determined as the pattern (3), and the communication pattern for performing the communication by the broadcast frame to all the wireless terminals 3 is determined as the pattern (4). Note that the configuration of the communication pattern shown in FIG. 5 is an example, and the present invention is not limited to this configuration.

さらに、このようにして決定された通信パターン毎に、無線端末３に、各通信パターンで選択された送信方法（ブロードキャストフレームを用いるか、ユニキャストフレームを用いるか）によりマルチキャストパケットを１パケット送信したときの送信所要時間の見積もり値［μ秒］を、伝送レートを用いて算出し、判定テーブル記憶手段２６ｂに記憶する。テーブル生成手段２６ａによる判定テーブル２６０の生成方法を以上のような構成とすると、時々刻々変化する通信状態に応じた受信信号強度、伝送レート及び再送率に基づいて、ブロードキャストフレームによる通信とユニキャストフレームによる通信の組（通信パターン）を決定することができる。 Further, for each communication pattern determined in this way, one multicast packet is transmitted to the wireless terminal 3 by the transmission method (whether using a broadcast frame or a unicast frame) selected in each communication pattern. The estimated value [μ seconds] of the required transmission time is calculated using the transmission rate and stored in the determination table storage unit 26b. When the generation method of the determination table 260 by the table generation unit 26a is configured as described above, communication by broadcast frame and unicast frame are based on the received signal strength, transmission rate, and retransmission rate according to the communication state that changes from moment to moment. The communication set (communication pattern) can be determined.

それでは、このような構成の無線基地局２が、上位ネットワーク４から無線端末３に送信されるパケットを受信したときの処理について、図６を用いて説明する。無線基地局２の有線送受信手段２１は、上位ネットワーク４からのパケットの受信を監視し、パケットを受信したことを検出すると、このパケットをマルチキャスト管理手段２３に渡す（ステップＳ１００）。マルチキャスト管理手段２３では、このパケットがマルチキャストパケットであるか否かを判定し(ステップＳ１１０）、マルチキャストパケットでないと判定すると、通常の送信として無線送受信手段２２から無線端末３に送信する（ステップＳ１５０）。一方、ステップＳ１１０で、マルチキャストパケットであると判定すると、このマルチキャストパケットをブロードキャスト／ユニキャスト制御手段２６のパケット処理手段２６ｃに渡す。パケット処理手段２６ｃは、まず、無線ＬＡＮ帯域管理手段２５から、現在の無線帯域の余裕度（上述のように、無線帯域の空き帯域から算出される空き時間［μ秒］）を取得し、この余裕度及び判定テーブル記憶手段２６ｂに記憶されている判定テーブル２６０の見積もり値カラム２６５に設定されている値（各通信パターンにおいて、１パケット送信したときの送信所要時間の見積もり値［μ秒］）に基づいて、送信パターンを選択する（ステップＳ１３０）。パケット処理手段２６ｃは、無線帯域を有効利用するために、例えば、現在の余裕度を超えない見積もり値のうち、最大の見積もり値の送信パターンを選択する（通信状況を考慮して、それより低い見積もり値の通信パターンを選択するように構成することも可能である）。そして、選択された通信パターンの送信方法（ブロードキャストフレーム／ユニキャストフレーム）及び伝送レートで、各無線端末３にマルチキャストパケットを送信する（ステップＳ１４０）。 Then, the process when the radio base station 2 having such a configuration receives a packet transmitted from the upper network 4 to the radio terminal 3 will be described with reference to FIG. The wired transmission / reception means 21 of the wireless base station 2 monitors the reception of the packet from the upper network 4 and, when detecting that the packet has been received, passes this packet to the multicast management means 23 (step S100). The multicast management means 23 determines whether or not this packet is a multicast packet (step S110). If it is determined that the packet is not a multicast packet, it is transmitted as normal transmission from the wireless transmission / reception means 22 to the wireless terminal 3 (step S150). . On the other hand, if it is determined in step S110 that it is a multicast packet, this multicast packet is transferred to the packet processing means 26c of the broadcast / unicast control means 26. The packet processing unit 26c first obtains the current wireless bandwidth margin (the free time [μ seconds] calculated from the free wireless bandwidth as described above) from the wireless LAN bandwidth managing unit 25, Value set in the estimated value column 265 of the determination table 260 stored in the margin and determination table storage means 26b (estimated value [μ seconds] of transmission required time when one packet is transmitted in each communication pattern) Based on the above, a transmission pattern is selected (step S130). In order to effectively use the radio band, the packet processing unit 26c, for example, selects the transmission pattern of the maximum estimated value from estimated values not exceeding the current margin (lower than that in consideration of the communication status) It is also possible to configure to select a communication pattern of estimated values). Then, a multicast packet is transmitted to each wireless terminal 3 with the transmission method (broadcast frame / unicast frame) and transmission rate of the selected communication pattern (step S140).

このように、無線基地局２が帰属する無線端末３に対してマルチキャストパケットを送信するときにブロードキャスト／ユニキャスト制御手段２６のパケット処理手段２６ｃが参照する判定テーブル２６０は、無線帯域の状態に基づいてテーブル生成手段２６ａにより生成されており、また、送信パターンは無線帯域の余裕度に基づいて選択されるため、通信品質を確保した上で、この無線帯域の利用効率を向上させることができる。また、マルチキャストパケットをブロードキャストフレームのみを用いて無線端末３に対して送信すると、パケットを受信する必要のない無線端末３も、このブロードキャストフレームを受信することになり、バッテリを消費してしまうが、上述のように、無線帯域に余裕がある場合には、受信信号強度の強い端末に対してはユニキャストフレームにより送信されるため、無駄なバッテリの消費を抑えることができる。 As described above, the determination table 260 referred to by the packet processing unit 26c of the broadcast / unicast control unit 26 when transmitting a multicast packet to the wireless terminal 3 to which the wireless base station 2 belongs is based on the state of the wireless band. Since the transmission pattern is selected based on the margin of the radio band, the use efficiency of the radio band can be improved while ensuring the communication quality. In addition, when a multicast packet is transmitted to the wireless terminal 3 using only a broadcast frame, the wireless terminal 3 that does not need to receive the packet also receives this broadcast frame and consumes a battery. As described above, when there is a margin in the radio band, a terminal having a strong received signal strength is transmitted by a unicast frame, so that useless battery consumption can be suppressed.

なお、無線基地局２が２つ以上の無線インターフェースを具備する場合や、通信システム１全体として同一の無線エリアに対して２つ以上の無線基地局２を有している場合には、マルチキャスト非参加端末切断手段２７により、マルチキャスト通信に参加していない無線端末３に必要に応じて切断信号を送信してこの無線端末３を当該無線基地局２から切断する。これにより、切断された無線端末３は、他の無線インターフェース若しくは他の無線基地局２に帰属換えを行うため、マルチキャスト通信に影響を与えることがなくなり、通信品質を確保することができる。また、マルチキャスト通信に参加しない無線端末３は、他の無線基地局２に帰属換えをすることにより、必要のないブロードキャストフレームを受信することがなくなり、バッテリの消耗を抑えることができる。 When the radio base station 2 has two or more radio interfaces, or when the entire communication system 1 has two or more radio base stations 2 for the same radio area, multicast The participating terminal disconnecting means 27 transmits a disconnection signal to the wireless terminals 3 that are not participating in the multicast communication as necessary, and disconnects the wireless terminals 3 from the wireless base station 2. As a result, the disconnected wireless terminal 3 performs reassignment to another wireless interface or another wireless base station 2, so that multicast communication is not affected and communication quality can be ensured. In addition, the wireless terminal 3 that does not participate in the multicast communication does not receive an unnecessary broadcast frame by reassigning to another wireless base station 2, thereby suppressing battery consumption.

２無線基地局（無線通信装置）３無線端末
２２無線送受信手段２３マルチキャスト管理手段
２４端末通信状態管理手段２５無線ＬＡＮ帯域管理手段
２６ブロードキャスト／ユニキャスト制御手段２６ａテーブル生成手段
２６ｂ判定テーブル記憶手段２６ｃパケット処理手段
２７マルチキャスト非参加端末切断手段 2 wireless base station (wireless communication device) 3 wireless terminal 22 wireless transmission / reception means 23 multicast management means 24 terminal communication state management means 25 wireless LAN bandwidth management means 26 broadcast / unicast control means 26a table generation means 26b determination table storage means 26c packet Processing means 27 Multicast non-participating terminal disconnecting means

Claims

A wireless LAN for controlling transmission / reception of packets between two or more wireless terminals, and when transmitting to the wireless terminal using a unicast frame, wireless transmission / reception means for performing retransmission control;
Among the wireless terminals, multicast management means for managing wireless terminals participating in multicast communication;
For a wireless terminal participating in the multicast communication, either a unicast frame or a broadcast frame is assigned as a communication method, and there are a plurality of combinations of the communication method and a transmission rate, and one packet is transmitted for each pattern. Determination table storage means for storing a determination table having a required transmission time required to
Wireless LAN bandwidth management means for managing a margin of the wireless LAN bandwidth as free time calculated from the free bandwidth of the wireless LAN;
When transmitting a multicast packet to the wireless terminal, the margin is obtained from the wireless LAN bandwidth management means, and the pattern is determined based on the margin and the required transmission time by referring to the determination table. Packet processing means for transmitting the packet from the wireless transmission / reception means to each of the wireless terminals according to the communication method and the transmission rate assigned to each wireless terminal in the pattern,
Terminal communication state management means for managing the received signal strength of each wireless terminal participating in the multicast communication and the retransmission rate for each used transmission rate;
And a table generation unit that generates the determination table based on the received signal strength and the retransmission rate for each transmission rate and stores the determination table in the determination table storage unit.

The table generating means determines a transmission rate determined based on a received signal strength or a retransmission rate for each transmission rate used for the wireless terminal to which a unicast frame and a broadcast frame are allocated in generating the pattern. The wireless communication device according to claim 1, wherein the wireless communication device is configured to be a transmission rate in the communication method.

3. The table generation unit according to claim 1, wherein the table generation unit is configured to preferentially assign a communication method using a broadcast frame to a terminal having a strong received signal strength among the wireless terminals in generating the pattern. Wireless communication device.

The multicast non-participating terminal disconnection unit that transmits a disconnection signal as necessary to a wireless terminal other than the wireless terminal participating in the multicast communication among the wireless terminals belonging to the wireless terminal. A wireless communication device according to 1.