JP2015056762A - Communication apparatus, communication method, and computer program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、通信効率を向上させる技術に関する。 The present invention relates to a technique for improving communication efficiency.
従来、5GHz帯を用いる無線LAN(Local Area Network)の標準規格として、IEEE802.11aやIEEE802.11nが利用されている。IEEE802.11aでは、1チャネルあたり20MHzの周波数帯域を利用して、無線通信が行われる。また、IEEE802.11nでは、隣り合う2つのチャネルを同時に使用して通信を行う技術としてチャネルボンディングが提案されている。これにより、無線LANアクセスポイント(以下、「AP」という。)はチャネル2つ分(40MHz)の周波数帯域を使用できるため、通信の高速化が実現される。 Conventionally, IEEE802.11a and IEEE802.11n are used as a standard of a wireless LAN (Local Area Network) using a 5 GHz band. In IEEE 802.11a, wireless communication is performed using a frequency band of 20 MHz per channel. In IEEE802.11n, channel bonding is proposed as a technique for performing communication using two adjacent channels simultaneously. As a result, the wireless LAN access point (hereinafter referred to as “AP”) can use the frequency band of two channels (40 MHz), thereby realizing high-speed communication.
近年では、IEEE802.11nの次世代通信規格として、理論上1Gbps以上の伝送が可能なIEEE802.11acが提案されている(例えば、特許文献1参照)。IEEE802.11acでは、APはチャネルボンディングによりチャネル8つ分(最大160MHz)の周波数帯域を使用できるため、IEEE802.11nよりさらに通信の高速化が実現される。 In recent years, IEEE 802.11ac that can theoretically transmit at 1 Gbps or more has been proposed as a next-generation communication standard of IEEE 802.11n (see, for example, Patent Document 1). In IEEE802.11ac, the AP can use a frequency band corresponding to eight channels (maximum 160 MHz) by channel bonding, so that communication speed can be further increased than that of IEEE802.11n.
しかしながら、APがチャネルボンディングにより160MHzの周波数帯域を使用して通信を行っている場合に、APが使用している周波数帯域の各チャネルを他のAPに利用されると、APと他のAPとの間で通信機会が重なってしまうおそれがある。通信機会が重なってしまうと、APと他のAPとの間でデータの衝突が発生してしまう。そこで、APは他のAPとの間でデータの衝突を回避するためにCSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)を行う。具体的には、APは、他のAPが通信を行っているか否かを検知し、他のAPが通信を行っている場合にはデータの送信を行わず、他のAPが通信を行っていない場合にはデータを送信する。これにより、APと他のAPとの間でデータの衝突を回避することができる。しかし、APが160MHzの周波数帯域全てを利用した通信を行なうことができなくなってしまう場合がある。すなわち、APは60MHzや40MHzの周波数帯域を利用した通信しかできない場合がある。さらに、最悪の場合、通信すらできない場合もある。このような問題が発生すると、APはチャネルボンディングにより使用している周波数帯域を効率的に利用することができない。そのため、APの無線通信における通信効率が低下してしまうという問題があった。 However, when the AP performs communication using the frequency band of 160 MHz by channel bonding, if each channel of the frequency band used by the AP is used by another AP, the AP and the other AP There is a risk that communication opportunities will overlap. When communication opportunities overlap, data collision occurs between the AP and another AP. Therefore, the AP performs CSMA / CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) in order to avoid data collision with other APs. Specifically, the AP detects whether or not another AP is communicating, and when the other AP is communicating, it does not transmit data and the other AP is communicating. If not, send the data. Thereby, data collision between the AP and another AP can be avoided. However, the AP may not be able to perform communication using the entire frequency band of 160 MHz. That is, the AP may only be able to communicate using a frequency band of 60 MHz or 40 MHz. In the worst case, even communication may not be possible. When such a problem occurs, the AP cannot efficiently use the frequency band used by channel bonding. Therefore, there has been a problem that communication efficiency in AP wireless communication is reduced.
上記事情に鑑み、本発明は、無線通信における通信効率を向上させる技術の提供を目的としている。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a technique for improving communication efficiency in wireless communication.
本発明の一態様は、通信に利用する複数のチャネルの組み合わせを選択する利用チャネル選択部と、選択されたチャネルを利用して他の通信装置と通信を行う通信部と、選択されたチャネルの情報を送信するための送信信号を生成する送信信号生成部と、を備え、前記送信信号生成部は、前記送信信号を生成する際に、前記選択されたチャネルの情報を、送信データの伝送に使用されないサブキャリアに格納する通信装置である。 One embodiment of the present invention includes a use channel selection unit that selects a combination of a plurality of channels used for communication, a communication unit that communicates with another communication device using the selected channel, A transmission signal generation unit that generates a transmission signal for transmitting information, and the transmission signal generation unit converts the information of the selected channel into transmission data when generating the transmission signal. It is a communication device for storing in subcarriers that are not used.
本発明の一態様は、上記の通信装置であって、前記利用チャネル選択部は、前記複数のチャネルの組み合わせの中から自装置への影響が小さいチャネルから順番に利用するチャネルを選択する。 One aspect of the present invention is the communication apparatus described above, wherein the use channel selection unit selects a channel to be used in order from a combination of the plurality of channels in order from a channel having a small influence on the own apparatus.
本発明の一態様は、通信に使用する複数のチャネルの組み合わせを選択する利用チャネル選択ステップと、選択されたチャネルを利用して他の通信装置と通信を行う通信ステップと、選択されたチャネルの情報を送信するための送信信号を生成する送信信号生成ステップと、を有し、前記送信信号生成ステップにおいて前記送信信号を生成する際に、前記選択されたチャネルの情報を、送信データの伝送に使用されないサブキャリアに格納する通信方法である。 One aspect of the present invention is a usage channel selection step of selecting a combination of a plurality of channels used for communication, a communication step of communicating with another communication device using the selected channel, A transmission signal generation step for generating a transmission signal for transmitting information, and when the transmission signal is generated in the transmission signal generation step, the information on the selected channel is used for transmission of transmission data. This is a communication method for storing in unused subcarriers.
本発明の一態様は、通信に使用する複数のチャネルの組み合わせを選択する利用チャネル選択ステップと、選択されたチャネルを利用して他の通信装置と通信を行う通信ステップと、選択されたチャネルの情報を送信するための送信信号を生成する送信信号生成ステップと、をコンピュータに実行させ、送信信号生成ステップにおいて前記送信信号を生成する際に、前記選択されたチャネルの情報を、送信データの伝送に使用されないサブキャリアに格納するコンピュータプログラムである。 One aspect of the present invention is a usage channel selection step of selecting a combination of a plurality of channels used for communication, a communication step of communicating with another communication device using the selected channel, A transmission signal generation step for generating a transmission signal for transmitting information, and when the transmission signal is generated in the transmission signal generation step, information on the selected channel is transmitted as transmission data. It is a computer program stored in a subcarrier that is not used in the system.
本発明により、無線通信における通信効率を向上させることが可能となる。 According to the present invention, communication efficiency in wireless communication can be improved.
以下、本発明の具体的な構成例(第1実施形態及び第2実施形態)について、図面を参照しながら説明する。
[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態における無線通信システムのシステム構成を示すブロック図である。第1実施形態における無線通信システムは、HGW(Home GateWay)10a及び通信端末20aを備える。なお、図1では、無線通信システムが1台のHGW10aを備える構成を示しているが、無線通信システムは2台以上のHGW10aを備えるように構成されてもよい。また、図1では、無線通信システムが1台の通信端末20aを備える構成を示しているが、無線通信システムは2台以上の通信端末20aを備えるように構成されてもよい。
Hereinafter, specific configuration examples (first embodiment and second embodiment) of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing a system configuration of a radio communication system according to the first embodiment of the present invention. The wireless communication system according to the first embodiment includes an HGW (Home GateWay) 10a and a communication terminal 20a. 1 shows a configuration in which the wireless communication system includes one
HGW10aは、無線LANのアクセスポイントであり、自装置(HGW10a)に接続する通信端末20aに対してネットワーク(不図示)への接続、例えばネットワークを介したサーバ装置(不図示)へのアクセスなどを提供する。また、HGW10aは、同時に複数のチャネルを利用して通信端末20aと通信可能である。また、HGW10aは、マルチキャリア伝送方式(例えば、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing))によって通信端末20aとの間で通信を行う。
The HGW 10a is a wireless LAN access point, and connects the
通信端末20aは、例えばパーソナルコンピュータ、タブレット装置、スマートフォン、ノートパソコン、ワークステーション、ゲーム機器、テレビ電話装置等の情報処理装置を用いて構成される。通信端末20aは、同時に複数のチャネルを利用してHGW10aと通信可能である。また、通信端末20aは、マルチキャリア伝送方式(例えば、OFDM)によってHGW10aとの間で通信を行う。
The
以下、HGW10a及び通信端末20aの具体的な構成について説明する。まず、HGW10aの機能構成を説明する。HGW10aは、バスで接続されたCPU(Central Processing Unit)やメモリや補助記憶装置などを備え、無線通信プログラムを実行する。無線通信プログラムの実行によって、HGW10aは、通信部101、チャネルスキャン部102、チャネル情報記憶部103、判定部104、利用チャネル選択部105、送信信号生成部106を備える装置として機能する。なお、HGW10aの各機能の全て又は一部は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やPLD(Programmable Logic Device)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等のハードウェアを用いて実現されてもよい。また、無線通信プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。また、無線通信プログラムは、電気通信回線を介して送受信されてもよい。
Hereinafter, specific configurations of the
通信部101は、通信端末20aとの間で通信を行う。通信部101は、例えば同時に複数のチャネルを利用して通信端末20aとの間で通信を行う。
チャネルスキャン部102は、定期的に全てのチャネルに対し、他の通信装置(例えば、他のHGW又は通信端末20a)が通信を行っているか否かを検知するキャリアセンスを行う。例えば、他の通信装置が通信を行っている場合には、チャネルスキャン部102はビーコンやパケットを受信することにより他の通信装置を検知する。
The
The
チャネル情報記憶部103は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。チャネル情報記憶部103は、チャネル情報データベースを記憶している。以下、図2を用いてチャネル情報データベースについて説明する。図2は、チャネル情報記憶部103が記憶するチャネル情報データベースの構成図である。チャネル情報データベースは、チャネル情報に関するレコード30を複数有する。レコード30は、チャネル、SSID数の各値を有する。チャネルの値は、レコード30によって表されるチャネル情報が取得されたチャネルを表す。SSID数の値は、レコード30によって表されるチャネル情報が取得されたチャネルを使用している他の中継装置(例えば、アクセスポイント)のSSID(Service Set Identifier)の数を表す。
The channel
図2に示す例では、チャネル情報データベースには複数のch(36ch〜64ch、100ch〜140ch)が存在する。図2において、チャネル情報データベースの最上段の行は、チャネルの値が“36”、SSID数の値が“1”である。すなわち、“36ch”を使用している他の中継装置の数が“1台”であることが表されている。なお、本実施形態では、SSID数は、それぞれ異なるSSIDが設定された中継装置であることを前提としているため、SSID数がすなわち中継装置の数になる。 In the example shown in FIG. 2, there are a plurality of channels (36 ch to 64 ch, 100 ch to 140 ch) in the channel information database. In FIG. 2, the uppermost row of the channel information database has a channel value “36” and an SSID count value “1”. That is, the number of other relay apparatuses using “36ch” is “1”. In the present embodiment, since the number of SSIDs is based on the premise that the SSIDs are set to different SSIDs, the number of SSIDs is the number of relay devices.
図1に戻って、HGW10aの説明を続ける。
判定部104は、チャネル情報記憶部103に記憶されているチャネル情報データベースに基づいて、各チャネルが利用可能なチャネルであるか否かを判定する。例えば、判定部104は、チャネル情報データベースの各チャネルのSSIDの数に基づいて各チャネルが利用可能なチャネルであるか否かを判定する。より具体的には、SSIDの数が閾値以上である場合、判定部104はSSIDの数が閾値以上であるチャネルを利用可能なチャネルではないと判定する。一方、SSIDの数が閾値未満である場合、判定部104はSSIDの数が閾値未満であるチャネルを利用可能なチャネルであると判定する。
Returning to FIG. 1, the description of the
The
利用可能なチャネルとは、他の通信装置が通信を行っている場合であっても、自装置の通信に影響を及ぼす可能性が低いチャネルを表す。つまり、SSIDの数が閾値以上であるチャネルが存在する場合には、当該チャネルを利用している他の通信装置の数が多い。そのため、自装置の通信に影響を及ぼしてしまうおそれが高い。その結果、HGW10aが通信を行うことが出来なくなってしまう可能性が高い。一方、SSIDの数が閾値未満であるチャネルが存在する場合には、当該チャネルを利用している他の通信装置の数が少ない。そのため、自装置の通信に影響を及ぼしてしまうおそれが低い。その結果、HGW10aが通信を行うことが出来なくなってしまう可能性が低い。上述した判定基準に基づいて、判定部104は利用可能なチャネルであるか否かをチャネルごとに判定する。判定部104は、チャネル毎の判定結果を示す情報(以下、「チャネル利用情報」という。)を利用チャネル選択部105に出力する。
An available channel represents a channel that is unlikely to affect the communication of the own device even when another communication device is communicating. That is, when there is a channel whose number of SSIDs is equal to or greater than the threshold, the number of other communication devices using the channel is large. Therefore, there is a high risk of affecting the communication of the own device. As a result, there is a high possibility that the
利用チャネル選択部105は、出力されたチャネル利用情報と、チャネル情報記憶部103に記憶されているチャネル情報データベースとに基づいて自装置(HGW10a)が通信に利用するチャネル(以下、「利用チャネル」という。)を選択する。具体的には、まず、利用チャネル選択部105は、チャネル利用情報に基づいて利用可能なチャネルであると判定されたチャネル数を特定する。次に、利用チャネル選択部105は、特定した利用可能なチャネルのチャネル数に応じて、通信に使用する周波数帯域幅(以下、「使用帯域」という。)を選択する。その後、利用チャネル選択部105は、チャネル情報データベースを参照し、選択した使用帯域で使用する利用チャネルを利用可能なチャネルの中から選択する。例えば、利用チャネル選択部105は、利用可能なチャネルであり、かつ、SSIDの数が少ない順に利用チャネルを選択する。
Based on the output channel usage information and the channel information database stored in the channel
送信信号生成部106は、利用チャネル選択部105によって選択された利用チャネルの情報を用いて送信信号を生成する。具体的には、送信信号生成部106は、送信対象の送信データに対し変調処理(例えば、シリアル/パラレル変換、サブキャリア変調、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)、パラレル/シリアル変換、ガードインターバルの挿入など)を行うことによって送信信号を生成する。この際、送信信号生成部106は、利用チャネルの情報を、複数のサブキャリアのうち、OFDMで使用されない(パイロット信号及びデータの伝送に使用されない)サブキャリア番号0である中心のサブキャリア(以下、「中心サブキャリア」という。)に格納する。ここで、中心サブキャリア(送信データの伝送に使用されないサブキャリア)に格納するとは、サブキャリアでデータを伝送することを意味する。
The transmission
次に、通信端末20aの機能構成を説明する。通信端末20aは、バスで接続されたCPUやメモリや補助記憶装置などを備え、無線通信プログラムを実行する。無線通信プログラムの実行によって、通信端末20aは、通信部201、信号処理部202、利用チャネル選択部203、送信信号生成部204を備える装置として機能する。なお、通信端末20aの各機能の全て又は一部は、ASICやPLDやFPGA等のハードウェアを用いて実現されてもよい。また、無線通信プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。また、無線通信プログラムは、電気通信回線を介して送受信されてもよい。
Next, the functional configuration of the
通信部201は、HGW10aとの間で通信を行う。通信部201は、例えば同時に複数のチャネルを利用してHGW10aとの間で通信を行う。また、通信部201は、HGW10aから送信信号を受信する。
信号処理部202は、受信された送信信号に対して復調処理(例えば、ガードインターバルの除去、シリアル/パラレル変換、FFTなど)を行うことによって、サブキャリア毎の信号を復調する。その後、信号処理部202は、中心サブキャリア(サブキャリア番号0のサブキャリア)から利用チャネルの情報を取得する。信号処理部202は、取得した利用チャネルの情報を利用チャネル選択部203に出力する。
利用チャネル選択部203は、出力された利用チャネルの情報に基づいて自装置(通信端末20a)の利用チャネルを選択する。
送信信号生成部204は、送信対象の送信データに対し変調処理を行うことによって送信信号を生成する。
The
The
The usage
The transmission
図3は、利用チャネル通知方法の具体例を示す概略図である。
図3(A)は、各チャネルの利用状況の具体例を示す図である。図3(A)では、36ch、44ch〜52ch、60ch、64ch、104ch、108ch、116ch、128ch、136chが利用されていることが表されている。そのため、HGW10aと通信装置20aとが通信に利用可能なチャネル(空きチャネル)としては、40ch、56ch、100ch、112ch、120ch、124ch、132ch、140chの8個のチャネルが存在する。この場合、利用チャネル選択部105は、上述した利用可能なチャネル(例えば、8個)の中から自装置(HGW10a)への影響を及ぼす可能性の低いチャネルを次に利用チャネルに選択する。例えば、利用チャネル選択部105は、チャネル情報データベースを参照し、利用可能なチャネルであり、かつ、SSIDの数が少ない順に利用チャネルを選択する。以下、利用チャネルの選択処理について具体例を挙げて説明する。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a specific example of the usage channel notification method.
FIG. 3A is a diagram showing a specific example of the usage status of each channel. FIG. 3A shows that 36 ch, 44 ch to 52 ch, 60 ch, 64 ch, 104 ch, 108 ch, 116 ch, 128 ch, and 136 ch are used. Therefore, there are eight channels (empty channels) that can be used for communication between the
以下の説明では、HGW10aにプライマリチャネルとして100chが設定されており、利用可能なチャネルのチャネル番号が小さい順にSSIDの数が少ない場合について説明する。
まず、利用チャネル選択部105は、次に利用するチャネルとして40chを選択する。次に、HGW10aが40chを利用している場合に利用チャネル選択部105は、次に利用するチャネルとして56chを選択する。利用チャネル選択部105は、56chを利用している場合には次に利用するチャネルとして112chを選択する。この際、100chが112chの前に利用可能なチャネルとして存在するが、100chはHGW10aのプライマリチャネルとして一度利用されたため、利用チャネル選択部105はまだ利用されていない112chを次に利用するチャネルとして選択する。その後、利用チャネル選択部105は、112chを利用している場合には次に利用するチャネルとして120chを選択する。利用チャネル選択部105は、120chを利用している場合には次に利用するチャネルとして124chを選択する。利用チャネル選択部105は、124chを利用している場合には次に利用するチャネルとして132chを選択する。利用チャネル選択部105は、132chを利用している場合には次に利用するチャネルとして140chを選択する。そして、利用チャネル選択部105は、140chを利用している場合には次に利用するチャネルがないため、利用チャネルの選択を行わない。このようにして、利用チャネル選択部105は、HGW10aと通信端末20aとの間で利用するチャネルを選択する。以上で、利用チャネルの選択処理についての説明を終了する。
In the following description, a case will be described in which 100 ch is set as the primary channel in the
First, the use
図3(B)は、送信信号生成部106によって生成される送信信号を表す図である。図3(B)に示される送信信号の1つの山それぞれがサブキャリアである。すなわち、送信信号生成部106によって生成される送信信号には複数のサブキャリアが存在する。送信信号のサブキャリアは、複数のサブキャリアの中心に位置するサブキャリア40(中心サブキャリア)をサブキャリア番号0として、前後にサブキャリア番号“−26”からサブキャリア番号“26”までの53本のサブキャリアで構成される。送信信号生成部106は、送信信号を生成する際に、サブキャリア40に利用チャネルの情報を格納する。上述した具体例では、送信信号生成部106は、次に利用するチャネル(例えば、40ch)の情報をサブキャリア40に格納することによって送信信号を生成する。その後、HGW10aは、生成した送信信号を通信端末20aに送信する。送信信号生成部106は、受信確認信号が受信されると、次に40chを利用して、次に利用するチャネル(例えば、56ch)の情報をサブキャリア40に格納することによって送信信号を生成する。その後、HGW10aは、生成した送信信号を通信端末20aに送信する。このような処理が繰り返し実行され、送信信号生成部106が140chを利用する場合、次に利用するチャネルが存在しない。そのため、送信信号生成部106は、利用チャネルの通知を終了することを示す情報をサブキャリア40に格納することによって送信信号を生成する。その後、HGW10aは、生成した送信信号を通信端末20aに送信する。上述した処理が行なわれることにより、HGW10aと通信端末20aとの間で通信に利用されるチャネルが通知される。そして、HGW10aと通信端末20aとの間で利用されたチャネル利用して通信が行われることにより、利用可能なチャネルを効率的に使用することができる。
FIG. 3B is a diagram illustrating a transmission signal generated by the transmission
図4は、本発明の第1実施形態における利用チャネル通知方法の流れを示すフローチャートである。
チャネルスキャン部102は、定期的にチャネルスキャンを行うことによって、全てのチャネルに対してキャリアセンスを行う(ステップS101)。チャネルスキャン部102は、キャリアセンスによって取得したチャネルごとのSSIDの値で、チャネル情報データベースに記録されているチャネルごとのSSIDの値を上書きすることによって更新する(ステップS102)。
FIG. 4 is a flowchart showing the flow of the usage channel notification method in the first embodiment of the present invention.
The
次に、利用チャネル選択部105は、判定部104からチャネル利用情報を取得する(ステップS103)。具体的には、判定部104は、更新されたチャネル情報データベースに基づいて各チャネルが利用可能なチャネルであるか否かを判定する。そして、判定部104は、各チャネルの判定が完了すると、判定結果に基づくチャネル利用情報を利用チャネル選択部105に出力する。利用チャネル選択部105は、反手部104から出力されたチャネル利用情報を取得する。次に、利用チャネル選択部4105は、出力されたチャネル利用情報に基づいて使用帯域を選択する(ステップS104)。なお、利用チャネル選択部105がステップS104の処理として実行する使用帯域選択処理については後述する。
Next, the usage
利用チャネル選択部105は、チャネル情報データベースと選択された使用帯域とに基づいて利用チャネルを選択する(ステップS105)。送信信号生成部106は、選択された利用チャネルの情報を中心サブキャリアに格納することによって送信信号を生成する(ステップS106)。通信部101は、生成された送信信号を通信端末20aに送信する(ステップS107)。その後、HGW10aと通信端末20aは、利用チャネルを利用して通信を行う(ステップS108)。
The use
図5は、本発明の第1実施形態における使用帯域選択処理の流れを示すフローチャートである。
利用チャネル選択部105は、チャネル利用情報に基づいて利用可能なチャネル数が8個以上あるか否かを判定する(ステップS201)。利用可能なチャネル数が8個以上ある場合(ステップS201−YES)、利用チャネル選択部105は160MHz分の帯域を使用帯域に選択する(ステップS202)。この際、利用可能なチャネル数が8個であれば、利用チャネル選択部105は、図4のステップS105の処理で8個全てのチャネルを利用チャネルに選択する。また、利用可能なチャネル数が9個以上である場合には、利用チャネル選択部105は、図4のステップS105の処理においてチャネル情報データベースを参照し、SSIDの数が少ないチャネルから順番に8個のチャネルを利用チャネルに選択する。なお、SSIDの数が同じ利用可能なチャネルが複数ある場合には、SSIDの数が同じ利用可能なチャネルの中からランダムに利用チャネルが選択される。一方、利用可能なチャネル数が8個未満である場合(ステップS201−YES)、利用チャネル選択部105は利用可能なチャネル数が4〜7個あるか否かを判定する(ステップS203)。
FIG. 5 is a flowchart showing the flow of the used band selection process in the first embodiment of the present invention.
The use
利用可能なチャネル数が4〜7個である場合(ステップS203−YES)、利用チャネル選択部105は80MHz分の帯域を使用帯域に選択する(ステップS204)。この際、利用可能なチャネル数が4個であれば、利用チャネル選択部105は、図4のステップS105の処理で4個全てのチャネルを利用チャネルに選択する。また、利用可能なチャネル数が5〜7個である場合には、利用チャネル選択部105は、図4のステップS105の処理においてチャネル情報データベースを参照し、SSIDの数が少ないチャネルから順番に4個のチャネルを利用チャネルに選択する。一方、利用可能なチャネル数が4〜7個ではない場合(ステップS203−NO)、利用チャネル選択部105は利用可能なチャネル数が2〜3個であるか否かを判定する(ステップS205)。
When the number of channels that can be used is 4 to 7 (step S203—YES), the used
利用可能なチャネル数が2〜3個である場合(ステップS205−YES)、利用チャネル選択部105は40MHz分の帯域を使用帯域に選択する(ステップS206)。この際、利用可能なチャネル数が2個であれば、利用チャネル選択部105は、図4のステップS105の処理で2個全てのチャネルを利用チャネルに選択する。また、利用可能なチャネル数が3個である場合には、利用チャネル選択部105は、図4のステップS105の処理においてチャネル情報データベースを参照し、SSIDの数が少ないチャネルから順番に2個のチャネルを利用チャネルに選択する。一方、利用可能なチャネル数が2〜3個ではない場合(ステップS205−NO)、利用チャネル選択部105は利用可能なチャネル数が1個であるか否かを判定する(ステップS207)。利用可能なチャネル数が1個である場合(ステップS207−YES)、利用チャネル選択部105は20MHz分の帯域を使用帯域に選択する(ステップS208)。一方、利用可能なチャネル数が0個である場合(ステップS207−NO)、利用チャネル選択部105は20MHz分の帯域を使用帯域に選択する(ステップS209)。この際に選択される帯域は、HGW10aが使用しているプライマリチャネルの帯域である。
When the number of available channels is 2 to 3 (YES in step S205), the used
図6は、本発明の第1実施形態における無線通信システムの動作を示すシーケンス図である。
HGW10aのチャネルスキャン部102は、定期的にチャネルスキャンを行うことによって、全てのチャネルに対してキャリアセンスを行う(ステップS301)。チャネルスキャン部102は、キャリアセンスの結果に基づいてチャネル情報記憶部103に記憶されているチャネル情報データベースを更新する(ステップS302)。判定部104は、チャネル情報データベースを参照し、各チャネルが利用可能なチャネルであるか否かを判定する(ステップS303)。判定部104は、各チャネルの判定が完了すると、チャネル利用情報を利用チャネル選択部105に出力する。利用チャネル選択部105は、出力されたチャネル利用情報に基づいて使用帯域を選択する(ステップS304)。次に、利用チャネル選択部105は、チャネル情報データベースと選択された使用帯域とに基づいて利用チャネルを選択する(ステップS305)。
FIG. 6 is a sequence diagram showing an operation of the wireless communication system in the first embodiment of the present invention.
The
送信信号生成部106は、利用チャネル選択部105によって選択された利用チャネルに基づいて送信信号を生成する(ステップS306)。具体的には、送信信号生成部106は、送信信号を生成する際、中心サブキャリアに利用チャネルの情報を格納する。その後、通信部101は、生成された送信信号を通信端末20aに送信する(ステップS307)。
通信端末20aの通信部201は、HGW10aから送信信号を受信する(ステップS308)。その後、通信部201は、送信信号を受信したことを示す受信確認信号(ACK信号)を生成し、HGW10aに受信確認信号を送信する(ステップS309)。その後、信号処理部202は、受信された送信信号に対して復調処理を行うことによって、サブキャリア毎の信号を復調する。信号処理部202は、中心サブキャリアから利用チャネルの情報を取得する(ステップS310)。信号処理部202は、取得した利用チャネルの情報を利用チャネル選択部203に出力する。利用チャネル選択部203は、出力された利用チャネルの情報に基づいて自装置(通信端末20a)の利用チャネルを選択する(ステップS311)。その後、HGW10aと通信端末20aとは、利用チャネルを利用して通信を行う(ステップS312)。その後、ステップS301からステップS312の処理が繰り返し実行される。
The transmission
The
以上のように構成された無線通信システムによれば、チャネルボンディングに利用するチャネル情報を通信端末20aに通知することができる。具体的には、HGW10aの送信信号生成部106が送信信号を生成する際に、利用チャネルの情報を中心サブキャリアに格納する。そして、HGW10aは、生成した送信信号を通信端末20aに送信する。通信端末20aは、受信した送信信号の中心サブキャリアに格納されている利用チャネルの情報を取得することによって、どのチャネルを利用して通信が行われるのかを把握することができる。その後、HGW10aと通信端末20aとの間で利用チャネルを利用して通信が行われる。したがって、利用可能なチャネルを効率的に利用することができる。そのため、無線通信における通信効率を向上させることが可能となる。
According to the wireless communication system configured as described above, channel information used for channel bonding can be notified to the
<変形例>
なお、チャネル情報データベースには、SSID数の代わりに各チャネルを使用している通信端末の数(STA数)が記録されてもよい。この場合、STA数の値は、レコード30によって表されるチャネル情報が取得されたチャネルを使用している他の中継装置に帰属している通信端末の数を表す。そして、判定部104は、チャネルごとにSTA数が閾値以上である場合には閾値以上であるチャネルを利用可能なチャネルではないと判定する。一方、判定部104は、チャネルごとにSTA数が閾値未満である場合には閾値未満であるチャネルを利用可能なチャネルであると判定する。
中心サブキャリアには、複数の利用チャネルの情報が付与されてもよい。
利用チャネルの選択方法は、上述の方法に限定される必要はなく、予め決められた規則に従って選択されてもよい。例えば、チャネル番号が小さい順番に利用可能なチャネルの中から利用チャネルが選択されてもよい。例えば、図3(A)のように、40ch、56ch、100ch、112ch、120ch、124ch、132ch、140chの8個のチャネルが利用可能なチャネルである場合、利用チャネル選択部105はまず、40chを利用チャネルに選択し、次に利用するチャネルとして56chを選択する。そして、利用チャネル選択部105は、チャネル番号の小さい順に利用可能なチャネルの中から利用チャネルを選択していき、最後に140chが利用チャネルに選択される。
<Modification>
In the channel information database, the number of communication terminals (number of STAs) using each channel may be recorded instead of the number of SSIDs. In this case, the value of the number of STAs represents the number of communication terminals belonging to other relay apparatuses using the channel for which the channel information represented by the
Information on a plurality of usage channels may be assigned to the center subcarrier.
The usage channel selection method is not limited to the above-described method, and may be selected according to a predetermined rule. For example, a use channel may be selected from channels that can be used in ascending order of channel numbers. For example, as shown in FIG. 3A, when eight channels of 40 ch, 56 ch, 100 ch, 112 ch, 120 ch, 124 ch, 132 ch, and 140 ch are usable channels, the used
[第2実施形態]
図7は、本発明の第2実施形態における無線通信システムのシステム構成を示すブロック図である。本発明の無線通信システムは、HGW10b及び通信端末20bを備える。なお、図7では、無線通信システムが1台のHGW10bを備える構成を示しているが、無線通信システムは2台以上のHGW10bを備えるように構成されてもよい。また、図7では、無線通信システムが1台の通信端末20bを備える構成を示しているが、無線通信システムは2台以上の通信端末20bを備えるように構成されてもよい。
[Second Embodiment]
FIG. 7 is a block diagram showing a system configuration of a radio communication system according to the second embodiment of the present invention. The wireless communication system of the present invention includes an
以下、HGW10b及び通信端末20bの具体的な構成について説明する。まず、HGW10bの機能構成を説明する。HGW10bは、バスで接続されたCPUやメモリや補助記憶装置などを備え、無線通信プログラムを実行する。無線通信プログラムの実行によって、HGW10bは、通信部101、チャネルスキャン部102、チャネル情報記憶部103、判定部104、利用チャネル選択部105、送信信号生成部106、信号処理部107を備える装置として機能する。なお、HGW10bの各機能の全て又は一部は、ASICやPLDやFPGA等のハードウェアを用いて実現されてもよい。また、無線通信プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。また、無線通信プログラムは、電気通信回線を介して送受信されてもよい。
Hereinafter, specific configurations of the
HGW10bは、チャネルスキャン部102、チャネル情報記憶部103、判定部104に代えて信号処理部107を備える点でHGW10aと構成が異なる。HGW10bは、他の構成についてはそれぞれHGW10aと同様である。そのため、HGW10b全体の説明は省略し、信号処理部107について説明する。
信号処理部107は、受信された送信信号に対して復調処理(例えば、ガードインターバルの除去、シリアル/パラレル変換、FFTなど)を行うことによって、サブキャリア毎の信号を復調する。その後、信号処理部107は、中心サブキャリア(サブキャリア番号0のサブキャリア)から利用チャネルの情報を取得する。信号処理部107は、取得した利用チャネルの情報を利用チャネル選択部105に出力する。この場合、出力された利用チャネルの情報に基づいて自装置(HGW10b)の利用チャネルを選択する。
The
The
次に、通信端末20bの機能構成を説明する。通信端末20bは、バスで接続されたCPUやメモリや補助記憶装置などを備え、無線通信プログラムを実行する。無線通信プログラムの実行によって、通信端末20bは、通信部201、利用チャネル選択部203、送信信号生成部204、チャネルスキャン部205、チャネル情報記憶部206、判定部207を備える装置として機能する。なお、通信端末20bの各機能の全て又は一部は、ASICやPLDやFPGA等のハードウェアを用いて実現されてもよい。また、無線通信プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。また、無線通信プログラムは、電気通信回線を介して送受信されてもよい。
Next, the functional configuration of the
通信端末20bは、信号処理部202に代えてチャネルスキャン部205、チャネル情報記憶部206、判定部207を備える点で通信端末20aと構成が異なる。通信端末20bは、他の構成についてはそれぞれ通信端末20aと同様である。そのため、通信端末20b全体の説明は省略し、チャネルスキャン部205、チャネル情報記憶部206、判定部207について説明する。
The
チャネルスキャン部205は、定期的に全てのチャネルに対し、他の通信装置(例えば、他の通信端末又はHGW10b)が通信を行っているか否かを検知するキャリアセンスを行う。例えば、他の通信装置が通信を行っている場合には、チャネルスキャン部205はビーコンやパケットを受信することにより他の通信装置を検知する。
チャネル情報記憶部206は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。チャネル情報記憶部206は、チャネル情報データベースを記憶している。チャネル情報データベースの構成は、図2のチャネル情報データベースと同様の構成であるため、説明を省略する。
判定部207は、チャネル情報記憶部206に記憶されているチャネル情報データベースに基づいて、各チャネルが利用可能なチャネルであるか否かを判定する。判定の結果、判定部207はチャネル利用情報を利用チャネル選択部203に出力する。
The
The channel
The
この場合、利用チャネル選択部203及び送信信号生成部204は、以下のように動作する。利用チャネル選択部203は、出力されたチャネル利用情報と、チャネル情報記憶部206に記憶されているチャネル情報データベースとに基づいて自装置(通信端末20b)の利用チャネルを選択する。
送信信号生成部204は、利用チャネル選択部203によって選択された利用チャネルの情報を用いて送信信号を生成する。具体的には、送信信号生成部204は、送信対象の送信データに対し変調処理(例えば、シリアル/パラレル変換、サブキャリア変調、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)、パラレル/シリアル変換、ガードインターバルの挿入など)を行うことによって送信信号を生成する。この際、送信信号生成部204は、中心サブキャリアに利用チャネルの情報を格納する。
In this case, the use
The transmission
図8は、本発明の第2実施形態における無線通信システムの動作を示すシーケンス図である。
通信端末20bのチャネルスキャン部205は、定期的にチャネルスキャンを行うことによって、全てのチャネルに対してキャリアセンスを行う(ステップS401)。チャネルスキャン部205は、キャリアセンスの結果に基づいてチャネル情報記憶部206に記憶されているチャネル情報データベースを更新する(ステップS402)。判定部207は、チャネル情報データベースを参照し、各チャネルが利用可能なチャネルであるか否かを判定する(ステップS403)。判定部207は、各チャネルの判定が完了すると、チャネル利用情報を利用チャネル選択部203に出力する。利用チャネル選択部203は、出力されたチャネル利用情報に基づいて使用帯域を選択する(ステップS404)。次に、利用チャネル選択部203は、チャネル情報データベースと選択された使用帯域とに基づいて利用チャネルを選択する(ステップS405)。
FIG. 8 is a sequence diagram showing an operation of the wireless communication system in the second embodiment of the present invention.
The
送信信号生成部204は、利用チャネル選択部203によって選択された利用チャネルに基づいて送信信号を生成する(ステップS406)。具体的には、送信信号生成部204は、送信信号を生成する際、中心サブキャリアに利用チャネルの情報を格納する。その後、通信部201は、生成された送信信号をHGW10bに送信する(ステップS407)。
HGW10bの通信部101は、通信端末20bから送信信号を受信する(ステップS408)。その後、通信部101は、送信信号を受信したことを示す受信確認信号を生成し、通信端末20bに受信確認信号を送信する(ステップS409)。その後、信号処理部107は、受信された送信信号に対して復調処理を行うことによって、サブキャリア毎の信号を復調する。信号処理部107は、中心サブキャリアから利用チャネルの情報を取得する(ステップS410)。信号処理部107は、取得した利用チャネルの情報を利用チャネル選択部105に出力する。利用チャネル選択部105は、出力された利用チャネルの情報に基づいて自装置(HGW10b)の利用チャネルを選択する(ステップS411)。その後、HGW10bと通信端末20bとは、利用チャネルを利用して通信を行う(ステップS412)。その後、ステップS401からステップS412の処理が繰り返し実行される。
The transmission
The
図9は、本発明の無線通信システムを適用した具体例を示す図である。図9に示すように、本実施形態における無線通信システムの適用例としては、集合住宅などにおいて共用で使用される1台のHGW10に各部屋(101号室、102号室、103号室)のそれぞれに位置する通信端末20が接続している場合が想定される。図9に示されるように、102号室に位置する通信端末20は、複数のチャネル(例えば、52ch、56ch、124ch、128ch)を同時に利用してHGW10との間で通信を行っている。また、103号室に位置する通信端末20は、複数のチャネル(例えば、60ch、64ch、100ch、104ch、108ch、112ch)を同時に利用してHGW10との間で通信を行っている。
FIG. 9 is a diagram showing a specific example to which the wireless communication system of the present invention is applied. As shown in FIG. 9, as an application example of the wireless communication system in the present embodiment, each
このような場合、従来の技術では、101号室に位置する通信端末20がチャネルボンディングに利用できる最大帯域は、80MHz(例えば、空きチャネルである36ch、40ch、44ch、48ch)である。空きチャネルとは、利用可能なチャネルである。つまり、従来の技術では、上述した空きチャネルと隣り合っていない空きチャネル(例えば、116ch、120ch、132ch、136ch、140ch)は利用されていないにもかかわらず、チャネルボンディングに利用することができないという問題があった。
In such a case, according to the conventional technique, the maximum bandwidth that the
このような問題に対して本発明における無線通信システムを適用すると、通信端末10(101号室に位置する通信端末10)が空きチャネル(利用可能なチャネル)の数に応じて、使用帯域を選択する。次に、通信端末10は、選択した使用帯域で利用する利用チャネルを選択する。そして、通信端末10は、選択した利用チャネルの情報を中心サブキャリアに格納することによって送信信号が生成し、接続先であるHGW10に送信する。HGW10では、送信信号の中心サブキャリアに格納されている利用チャネルの情報に基づいて自装置の利用チャネルが選択され、利用チャネルを利用して通信端末20とHGW10との間で通信が行われる。そのため、従来と比べて空きチャネルを効率的に利用し、無線通信における通信効率を向上させることができる。
When the wireless communication system according to the present invention is applied to such a problem, the communication terminal 10 (the
<変形例>
第2実施形態は、第1実施形態と同様に変形されてもよい。
<Modification>
The second embodiment may be modified in the same manner as the first embodiment.
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes designs and the like that do not depart from the gist of the present invention.
10(10a、10b)…HGW(通信装置), 20(20a、20b)…通信端末(通信装置), 101…通信部, 102…チャネルスキャン部, 103…チャネル情報記憶部, 104…判定部, 105…利用チャネル選択部, 106…送信信号生成部, 107…信号処理部, 201…通信部, 202…信号処理部, 203…利用チャネル選択部, 204…送信信号生成部, 205…チャネルスキャン部, 206…チャネル情報記憶部, 207…判定部
10 (10a, 10b) ... HGW (communication device), 20 (20a, 20b) ... communication terminal (communication device), 101 ... communication unit, 102 ... channel scanning unit, 103 ... channel information storage unit, 104 ... determination unit, DESCRIPTION OF
Claims (4)
選択されたチャネルを利用して他の通信装置と通信を行う通信部と、
選択されたチャネルの情報を送信するための送信信号を生成する送信信号生成部と、
を備え、
前記送信信号生成部は、前記送信信号を生成する際に、前記選択されたチャネルの情報を、送信データの伝送に使用されないサブキャリアに格納する通信装置。 A channel selection unit for selecting a combination of a plurality of channels used for communication;
A communication unit that communicates with other communication devices using the selected channel;
A transmission signal generator for generating a transmission signal for transmitting information of the selected channel;
With
The transmission signal generation unit is a communication device that stores information on the selected channel in a subcarrier that is not used for transmission data transmission when generating the transmission signal.
前記複数のチャネルの組み合わせの中から自装置への影響が小さいチャネルから順番に利用するチャネルを選択する、請求項1に記載の通信装置。 The usage channel selection unit includes:
The communication apparatus according to claim 1, wherein a channel to be used is selected from a combination of the plurality of channels in order from a channel having a small influence on the own apparatus.
選択されたチャネルを利用して他の通信装置と通信を行う通信ステップと、
選択されたチャネルの情報を送信するための送信信号を生成する送信信号生成ステップと、
を有し、
前記送信信号生成ステップにおいて前記送信信号を生成する際に、前記選択されたチャネルの情報を、送信データの伝送に使用されないサブキャリアに格納する通信方法。 A use channel selection step for selecting a combination of a plurality of channels used for communication;
A communication step of communicating with another communication device using the selected channel;
A transmission signal generation step of generating a transmission signal for transmitting the information of the selected channel;
Have
A communication method for storing information on the selected channel in a subcarrier not used for transmission of transmission data when generating the transmission signal in the transmission signal generation step.
選択されたチャネルを利用して他の通信装置と通信を行う通信ステップと、
選択されたチャネルの情報を送信するための送信信号を生成する送信信号生成ステップと、
をコンピュータに実行させ、
送信信号生成ステップにおいて前記送信信号を生成する際に、前記選択されたチャネルの情報を、送信データの伝送に使用されないサブキャリアに格納するコンピュータプログラム。 A use channel selection step for selecting a combination of a plurality of channels used for communication;
A communication step of communicating with another communication device using the selected channel;
A transmission signal generation step of generating a transmission signal for transmitting the information of the selected channel;
To the computer,
A computer program for storing information on the selected channel in a subcarrier not used for transmission of transmission data when generating the transmission signal in a transmission signal generation step.
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