JP2012085079A - 無線ネットワークシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】無線ネットワークを管理するゲートウェイにおいて、各端末が送信大元となる通信フレームを全端末分準備し、優先度の低い通信に割り当て、優先制御が必要となった時点で、パケットの種別、通信タイミングにより、優先度の低い通信を一時的に中止し、優先度の高い通信に切替えることにより、通信帯域の無駄を抑えた優先制御を実現する。
【選択図】 図20
Description
しかしながら、通信帯域が狭い無線マルチホップネットワークや、多端末から構成される大規模無線ネットワークにおいては、無線局が自律的に判断してパケット転送時の優先制御を行う方法では、最大遅延を保障した優先制御が困難である。つまり、大規模無線マルチホップネットワークにおいて、近隣の無線局が、自局が送信するパケットよりも優先度の低いパケットを先に送信し始めた場合、CSMA/CAによるランダム待ち時間が発生し、本来優先すべきパケットの転送待ち時間の方が長くなる可能性があり、ネットワーク全体の優先制御が困難となる課題がある。
ェア構成図であり、無線局と無線中継局は無線マルチホップネットワークにおいて、ネッ
トワークトポロジによって、決定されるものである。
列601は優先度を格納するものであり、列602はタイムスロット長を格納するものであり、列603はキャリアセンス(CS)開始までの待ち時間を格納するものであり、列604は、CSを実行する時間を格納するものであり、列605は優先度パケットの用途例を格納するものである。
もしACKを受信すれば、終了する。もしACK受信でなければ、ステップ806へ進む。
ステップ804は優先度2パケットを開始する処理である。
ステップ903は、無線送信を中止する処理である。本ステップにおいて、他の無線システムとの無線干渉、及び、本システムの優先度1パケットとの無線干渉を防止する。
ステップ904は優先度2パケットを開始する処理である。
ステップ905はステップ805と同様である。もしACKを受信すれば、終了する。もしACK受信でなければ、ステップ906へ進む。
ステップ906は優先度2パケットの送信を中止する処理である。本ステップにおいて、優先度2パケットの送信を中止し、優先度1パケットを優先的に再送することを可能にする。
ステップ1000はキャリアセンス待ちをする処理である。本ステップにおいて、例えば、CS待ち706である50msec間、キャリアセンス処理の実行開始待ちをする。本ステップ以降の処理、ステップ1101〜ステップ1106は、ステップ901〜ステップ906と同様の処理である。
図17は、本実施例にかかる無線局、無線中継局からゲートウェイに送信される優先度2パケットの無線局、無線中継局、あるいは、ゲートウェイの送受信処理とパケットの送受信シーケンス、及び、優先度1パケットが存在した場合の無線局、無線中継局、あるいは、ゲートウェイの送受信処理とパケットの送受信シーケンスを示すものである。
ここで、符号1701はノード1であり、符号1702はノード2であり、符号1703はノード3であり、タイムスロットtとタイムスロットt+1の連続する2タイムスロットについて示したものである。
最初に、ノード1701は優先度1パケット転送待ちをする処理1704を行う。これは、ノード1701がゲートウェイである場合に、図14内のステップ1405において1タイムスロット分待機している場合に起こる処理である。
無線中継局(ノード3)103から無線中継局(ノード2)102に送信するはずの優先度2パケットは、送信が中止される。
図19に、本実施例にかかる図6の優先情報管理テーブル及び図7の優先度別の無線パケット送信の動作スケジュールに従って、送信スロット内における、無線局、無線中継局、ゲートウェイが優先度2のパケットを送信あるいは中継送信する際の動作処理を示す。
202…マイコン、203…ROM、204…中央制御部、205…時刻同期制御部、206…経路管理部、207…無線通信処理部、208…RAM、209…クロック生成回路、210…電源回路、211…RF周辺回路、212…優先制御パターン記憶部、301…ゲートウェイ無線局、312…外部ネットワーク接続回路、
400…スーパーフレーム構成、401…スーパーフレーム、402…通信フレーム構成、403…タイムスロット、406…タイムスロット構成、407…キャリアセンス時間、408…データ送信、409…ACK受信時間、
501…無線パケットのヘッダ部分、502…無線パケットのペイロード部分、503…無線パケットの誤り訂正用データ部分、504…あて先アドレス、505…送信元アドレス、506…パケット長、507…優先度、508…アプリケーションデータ、509…CRC
601…優先度管理テーブルの優先度格納列、602…優先度管理テーブルのタイムスロット長格納列、603…優先度管理テーブルのCS開始までの待ち時間格納列、604…優先度管理テーブルのCS実行時間格納列、605…優先度管理テーブルの優先別アプリケーション用途格納列、606…優先度管理テーブルの優先度1の例、606…優先度管理テーブルの優先度2の例
701…優先度1パケット送信時の各端末のタイムスロット内動作スケジュール、702…優先度2パケット送信時の各端末のタイムスロット内動作スケジュール、
1217…優先度1パケット送信のための待ち時間格納エリア
Claims (9)
- 無線パケットを通信する無線局において、
他の無線局と時刻同期をとる時刻同期制御部と、
他の無線局との間で優先度に応じた送信を行うための優先制御パターン記憶部と、
前記優先制御パターンに基づいて無線パケットを送信する無線通信処理部と、
を備えることを特徴とする無線局。 - 請求項1に記載の無線局において、
前記無線通信処理部は、当該処理部が送信する前記無線パケットを前記他の無線局から受信し、当該受信のタイミングに基づき当該無線パケットの前記優先度を判定することを特徴とする無線局。 - 請求項1又は2に記載の無線局において、
前記無線通信処理部は、送信する前記無線パケットを解析し、送信する当該無線パケットの優先度を取得し、当該優先度により、前記優先制御パターンを選択し、当該選択された優先制御パターンに基づいて無線パケットを送信することを特徴とする無線局。 - 請求項3に記載の無線局において、
優先度に応じて、他の無線局を探すキャリアセンス処理の前にキャリアセンス待ち時間を設けることで、優先度に応じた送信開始時間の制御を行なうことを特徴とする無線局。 - 請求項5に記載の無線局において、
前記キャリアセンス待ち時間を設けることで、当該パターン優先度が低い用の優先制御パターンとすることを特徴とする無線局。 - 請求項1に記載の無線局において、
パケット種別により、優先度を判定し、当該優先度に応じて再送や送信中止することを特徴とする無線局。 - 請求項1に記載の無線局において、
送信する無線パケットの優先度に応じて、送信開始時間を遅らせることを特徴とする無線局。 - 請求項1乃至7の何れか一項に記載の無線局と、当該無線局の外部ネットワークへの接続を可能にするゲートウェイとを備える無線ネットワークシステムであって、
前記無線局において、ツリー型の無線マルチホップネットワークの最大ホップ数に3を加えたタイムスロット数から構成される通信フレームスケジュールに従って通信を行うこと、を特徴とした無線ネットワークシステム。 - 無線パケットを通信する無線局において、
他の無線局と時刻同期をとる時刻同期制御部と、
無線局間で優先度制御を行うために、送信する無線パケットの優先度の高い順に送信開始時間を早くすることを記憶する優先制御パターン記憶部と、を備え、
優先度の低いパケットを送信する無線局が、優先度の高いパケットを検知した場合、当該タイムスロットを含めて3つの連続するタイムスロットで、優先度の低い無線パケット通信を待機し、当該タイムスロットから数えて4つ後のタイムスロットで、当該優先度の低い無線パケットの送信を再開することを特徴とする無線局。
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