JP2018129671A - Communication control device, communication control system, communication control method, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、通信制御装置、通信制御システム、通信制御方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to a communication control device, a communication control system, a communication control method, and a program.
電波の直進性が高く、通信範囲が比較的狭いミリ波(60GHz)帯を用いて高速にデータ伝送を行う無線通信の規格としてIEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.11adが知られている。 IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11ad is known as a wireless communication standard that performs high-speed data transmission using a millimeter wave (60 GHz) band with a high radio wave straightness and a relatively narrow communication range. .
また、送信機ノードから複数の受信機ノードへ、中継受信機ノードを介して、データコンテンツをブロードキャスト配信する通信ネットワークが知られている(例えば、特許文献1参照)。 In addition, a communication network that broadcasts data content from a transmitter node to a plurality of receiver nodes via a relay receiver node is known (for example, see Patent Document 1).
ミリ波帯で通信を行う複数の通信装置を用いて、例えば、特許文献1に示されるようにマルチホップ通信を行うことにより、より広い範囲で高速なデータ通信を提供する通信システムが考えられる。
A communication system that provides high-speed data communication in a wider range by performing multi-hop communication using a plurality of communication apparatuses that perform communication in the millimeter wave band, for example, as disclosed in
しかし、ミリ波帯で通信を行う通信システムでは、1対1のネットワーク構成、又は1つの通信装置を中心とするスター型のネットワーク構成で通信が行われるので、例えば、特許文献1に開示された技術を用いて高速なマルチホップ通信を行うことには困難を伴う。 However, in a communication system that performs communication in the millimeter wave band, communication is performed in a one-to-one network configuration or a star-type network configuration centered on one communication device. It is difficult to perform high-speed multi-hop communication using technology.
本発明の実施の形態は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、高速なマルチホップ通信を行うことを目的とする。 The embodiment of the present invention has been made in view of the above-described problems, and aims to perform high-speed multi-hop communication.
そこで上記課題を解決するため、通信制御装置は、複数の端末装置が所属可能なセル間の通信を中継する中継装置と、前記中継装置に接続され前記セルを制御する分散制御装置とを含む通信制御システムで用いられて、複数の前記分割制御装置を制御し、送信元端末装置から前記送信元端末装置が所属するセルとは異なるセルに所属する宛先端末装置へデータを送信する場合に、経由するセルを特定し、通信経路を決定する決定部を有し、前記決定部は、前記通信経路を構成する候補となる中継先のセルごとに、中継元のセルを制御する第1の分散制御装置と前記第1の分散制御装置に接続される中継装置との間のデータ転送に要する第1の時間と、中継先のセルを制御する第2の分散制御装置と前記第2の分散制御装置に接続される前記中継装置との間のデータ転送に要する第2の時間と、前記中継装置が前記中継元のセルとの接続の切断及び前記中継先のセルとの接続の確立に要する第3の時間とを算出し、前記第1の時間、前記第2の時間及び前記第3の時間に基づいて、前記通信経路に前記中継先のセルを含めるか否かを決定する。 In order to solve the above problem, a communication control device includes a relay device that relays communication between cells to which a plurality of terminal devices can belong, and a distributed control device that is connected to the relay device and controls the cell. Used in a control system to control a plurality of the division control devices and to transmit data from a transmission source terminal device to a destination terminal device belonging to a cell different from the cell to which the transmission source terminal device belongs A first distributed control that controls a relay source cell for each relay destination cell that is a candidate for configuring the communication path. A first time required for data transfer between a device and a relay device connected to the first distributed control device, a second distributed control device for controlling a relay destination cell, and the second distributed control device Connected to the inside Calculating a second time required for data transfer to and from the device and a third time required for the relay device to disconnect from the relay source cell and establish a connection with the relay destination cell. Based on the first time, the second time, and the third time, it is determined whether to include the relay destination cell in the communication path.
高速なマルチホップ通信を行うことができる。 High-speed multi-hop communication can be performed.
以下に、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
<ミリ波無線通信システムの概要>
本発明の実施形態について説明する前に、本発明の各実施形態に関連するミリ波無線通信システムの概要について説明する。
<Outline of millimeter-wave wireless communication system>
Before describing embodiments of the present invention, an outline of a millimeter wave radio communication system related to each embodiment of the present invention will be described.
ミリ波無線通信システムは、電波の直進性が高く、通信範囲が比較的狭いミリ波(60GHz)帯を用いて高速にデータ伝送を行う無線通信システムである。ここでは、ミリ波無線通信システムが、IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.11adに準拠する無線通信システムであるものとして以下の説明を行う。なお、IEEE802.11adは、本実施形態に係るミリ波無線通信システムの一例である。 The millimeter-wave wireless communication system is a wireless communication system that performs high-speed data transmission using a millimeter-wave (60 GHz) band that has high radio wave straightness and a relatively narrow communication range. Here, the following description will be given on the assumption that the millimeter-wave wireless communication system is a wireless communication system compliant with IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11ad. IEEE802.11ad is an example of a millimeter wave radio communication system according to the present embodiment.
(ネットワーク構成)
IEEE802.11adに準拠するミリ波無線通信システムは、電波の直進性が高く、通信範囲が比較的狭いミリ波(60GHz)帯を使用して通信を行い、チャネル当たり2.16GHzの広帯域を利用することにより、高速なデータ通信を実現する。
(Network configuration)
A millimeter-wave wireless communication system compliant with IEEE802.11ad performs communication using a millimeter-wave (60 GHz) band with high straightness of radio waves and a relatively narrow communication range, and uses a wide band of 2.16 GHz per channel. As a result, high-speed data communication is realized.
また、ミリ波帯では、電波の伝搬損失が大きくなるので、ミリ波無線通信システムでは、アンテナ利得を大きくするため、電波のビーム方向を絞って電波の送受信を行うビームフォーミング技術が用いられる。そのため、ミリ波無線通信システムの通信装置は、通信装置の周辺にある他の複数の通信装置と同時に通信することは困難である。 Further, since the propagation loss of radio waves increases in the millimeter wave band, in the millimeter wave radio communication system, in order to increase the antenna gain, a beam forming technique for transmitting / receiving radio waves while narrowing the beam direction of radio waves is used. Therefore, it is difficult for the communication device of the millimeter wave wireless communication system to communicate simultaneously with a plurality of other communication devices around the communication device.
そのため、ミリ波無線通信システムでは、無線多重方式として、従来の無線LAN(Local Area Network)システムで用いられているCSMA/CA方式に代えて、TDMA(Time Division Multiple Access)方式の通信プロトコルが用いられる。 Therefore, in the millimeter wave wireless communication system, a TDMA (Time Division Multiple Access) communication protocol is used as a wireless multiplexing method instead of the CSMA / CA method used in the conventional wireless LAN (Local Area Network) system. It is done.
ミリ波無線通信システムでは、AP(Access Point)と呼ばれるコーディネータ装置が、BSS(Basic Service Set)と呼ばれるネットワークセルを形成し、TDMAプロトコルにおけるタイムスロットの管理を行う。 In a millimeter wave radio communication system, a coordinator device called AP (Access Point) forms a network cell called BSS (Basic Service Set), and manages time slots in the TDMA protocol.
図1、2は、一実施形態に係るミリ波無線通信システムについて説明するための図である。図1(a)は、ミリ波無線通信システムのネットワークセルであるBSS100を形成するAP110と、STA(Station)120とが、ミリ波無線通信130で通信を行う1対1のネットワーク構成の例を示している。図1(a)の例では、AP110が、TDMAプロトコルにおけるタイムスロットの管理を行い、例えば、所定の時間間隔でビーコンフレームを送信する。
1 and 2 are diagrams for explaining a millimeter-wave wireless communication system according to an embodiment. FIG. 1A illustrates an example of a one-to-one network configuration in which an AP 110 that forms a
図1(b)は、BSS100を形成するAP110と、複数のSTA120−1〜120−3とが、ミリ波無線通信130で通信を行うスター型のネットワーク構成の例を示している。図1(b)の例においても、AP110が、TDMAプロトコルにおけるタイムスロットの管理を行い、例えば、所定の時間間隔でビーコンフレームを送信する。
FIG. 1B shows an example of a star-type network configuration in which the AP 110 forming the
IEEE802.11adでは、図1(a)、(b)に示されるネットワーク構成に加えて、図2(a)に示されるように、PCPと呼ばれるコーディネータ装置によって形成されるPBSS(Personal Basic Service Set)と呼ばれるネットワーク構成が定義されている。 In IEEE 802.11ad, in addition to the network configuration shown in FIGS. 1A and 1B, as shown in FIG. 2A, a PBSS (Personal Basic Service Set) formed by a coordinator device called PCP is used. A network configuration called is defined.
本実施形態では、ミリ波無線通信システムが、図1(a)、(b)に示されるように、1対1、又はスター型のネットワーク構成で通信を行う無線通信装置を組合せて構成されているものとして以下の説明を行う。なお、本発明は、図2(a)に示されるネットワーク構成(PBSS)についても適用可能である。 In this embodiment, as shown in FIGS. 1A and 1B, the millimeter-wave wireless communication system is configured by combining wireless communication devices that perform communication in a one-to-one or star-type network configuration. The following description will be made assuming that The present invention can also be applied to the network configuration (PBSS) shown in FIG.
(タイムスロットの構成)
図2(b)は、一実施形態に係るタイムスロットの例を示す図である。図2(b)は、AP110が管理するTDMAプロトコルにおけるタイムスロットの割り当てを示している。AP110が管理するTDMAプロトコルのタイムスロットは、図2(b)に示されるように、BHI(Beacon Header Interval)と、DTI(Data Transfer Interval)とを含む。
(Time slot configuration)
FIG. 2B is a diagram illustrating an example of a time slot according to an embodiment. FIG. 2B shows time slot allocation in the TDMA protocol managed by the
BHIは、BTI(Beacon Transmission Interval)、A−BFT(Association Beamforming Training)及びATI(Announcement Transmission Interval)を含む。 BHI includes BTI (Beacon Transmission Interval), A-BFT (Association Beamforming Training), and ATI (Announcement Transmission Interval).
BTIは、AP110がビーコンフレームを送信する期間である。A−BFTは、ビームフォーミングのトレーニング期間である。ATIは、AP110と、STA120−1〜120−3との間で、管理情報、制御情報等を送受信するための期間である。
BTI is a period during which
DTIは、CBAP(Contention Based Access Period)及びSP(Service Period)を含む。 The DTI includes CBAP (Contention Based Access Period) and SP (Service Period).
CBAPは、AP110と複数のSTA120とが競合して通信を行うために割当てられる競合期間である。SPは、AP110と1つのSTA120との間で通信するために割当てられる専用期間である。
The CBAP is a contention period assigned for the
AP110は、BTIにおいて、AP110が形成する複数のビームパターンであるアンテナセクタの数だけ、ビーコンフレームを送信する。一方、STA120−1〜120−3は、無指向アンテナ若しくは準無指向アンテナに設定してAPから送信される全てのビーコンフレームを受信し、最も受信品質の良いアンテナセクタを示す情報を、AP110にフィードバックする。これにより、AP110は、各STA120−1〜120−3に対して、いずれのアンテナセクタを利用して通信すればよいかを把握することができる。
In the BTI, the
(ビームフォーミング)
ここでは、ビームフォーミング技術の一例として、SLS(Sector Level Sweep)について、概要のみ説明する。
(Beam forming)
Here, only an outline of SLS (Sector Level Sweep) will be described as an example of the beamforming technique.
SLSにはTXSS(Tx Sector Sweep)とRXSS(Rx Sector Sweep)との2種類がある。TXSSは、送信時に利用するアンテナセクタを決定するためのビームフォーミングトレーニングであり、RXSSは受信時に利用するアンテナセクタを決定するためのビームフォーミングトレーニングである。 There are two types of SLS: TXSS (Tx Sector Sweep) and RXSS (Rx Sector Sweep). TXSS is beam forming training for determining an antenna sector to be used at the time of transmission, and RXSS is beam forming training for determining an antenna sector to be used at the time of reception.
図3は、一実施形態に係るビームフォーミングの例について説明するための図である。図3の例では、説明を容易にするため、AP110が形成する複数のビームパターンであるアンテナセクタのうち、セクタ1〜4の4つのアンテナセクタのみを示している。
FIG. 3 is a diagram for describing an example of beamforming according to an embodiment. In the example of FIG. 3, for ease of explanation, only four antenna sectors of
TXSSにおいて、AP110は、アンテナ301から複数のビームパターン303の各セクタ(セクタ1〜4)を切り替えて、順次に所定のパケットを送信する。一方、STA120は、アンテナ302を、無指向アンテナ若しくは準無指向アンテナに設定して、AP110から送信されるパケットを受信し、最も受信品質の良いアンテナセクタを示す情報を、AP110にフィードバックする。
In TXSS, the
RXSSでは、上記TXSSと逆方向のビームフォーミングトレーニングシーケンスが実行され、TXSS及びRXSSが完了すると、AP110とSTA120との間で、ミリ波無線通信による電波の送受信ができるようになる。
In RXSS, a beamforming training sequence in the opposite direction to that of TXSS is executed, and when TXSS and RXSS are completed, radio waves can be transmitted and received between
<システム構成>
本実施形態に係る通信システムのシステム構成を説明する前に、本実施形態に係るBSS(ネットワークセル)間のミリ波無線通信によるデータ通信について説明する。
<System configuration>
Before describing the system configuration of the communication system according to the present embodiment, data communication by millimeter wave wireless communication between BSSs (network cells) according to the present embodiment will be described.
(ネットワークセル間のデータ通信)
図4は、一実施形態に係るネットワークセル間のデータ通信について説明するための図である。図4の例では、通信システム400には、複数のAP110−1、110−2及び複数のSTA120−1〜120−3が含まれる。なお、以下の説明の中で、複数のAP110−1、110−2のうち、任意のAPを示す場合「AP110」を用いる。また、複数のSTA120−1〜120−3のうち、任意のSTAを示す場合、「STA120」を用いる。また、図4に示されるAP110の数及びSTA120の数は一例である。
(Data communication between network cells)
FIG. 4 is a diagram for explaining data communication between network cells according to an embodiment. In the example of FIG. 4, the
AP110−1、110−2は、図1〜3で説明したミリ波無線通信システムのAPの機能を有する通信装置である。AP110−1、110−2は、ミリ波無線通信で互いに異なるネットワークセルであるBSS100−1、100−2を形成している。 APs 110-1 and 110-2 are communication devices having the AP function of the millimeter-wave wireless communication system described with reference to FIGS. The APs 110-1 and 110-2 form BSSs 100-1 and 100-2 which are different network cells in millimeter wave wireless communication.
STA120−1〜120−3は、図1〜3で説明したミリ波無線通信システムのSTAの機能を有する通信装置である。 The STAs 120-1 to 120-3 are communication devices having the STA function of the millimeter wave wireless communication system described with reference to FIGS.
図4において、例えば、STA120−1とAP110−1との間を繋ぐ実線は、STA120−1が、AP110−1とミリ波無線通信で接続している「接続」状態であることを示すものとする。また、例えば、STA120−1とAP110−2と間を繋ぐ破線は、STA120−1が、AP110−2とミリ波無線通信で接続可能である「接続候補」の状態にあることを示すものとする。 In FIG. 4, for example, a solid line connecting the STA 120-1 and the AP 110-1 indicates that the STA 120-1 is in a “connected” state in which the STA 120-1 is connected to the AP 110-1 by millimeter wave wireless communication. To do. Further, for example, a broken line connecting the STA 120-1 and the AP 110-2 indicates that the STA 120-1 is in a “connection candidate” state that can be connected to the AP 110-2 by millimeter wave wireless communication. .
図4の例では、STA120−1は、AP110−1が形成するBSS100−1に接続しており、AP110−2が形成するBSS100−2に接続可能である。同様に、STA120−2は、AP110−2が形成するBSS100−2に接続しており、AP110−1が形成するBSS100−1に接続可能である。さらに、STA120−3は、AP110−2が形成するBSS100−2に接続している。 In the example of FIG. 4, the STA 120-1 is connected to the BSS 100-1 formed by the AP 110-1, and can be connected to the BSS 100-2 formed by the AP 110-2. Similarly, the STA 120-2 is connected to the BSS 100-2 formed by the AP 110-2 and can be connected to the BSS 100-1 formed by the AP 110-1. Furthermore, the STA 120-3 is connected to the BSS 100-2 formed by the AP 110-2.
図4において、AP110−1は、AP110−1に接続しており、かつAP110−2に接続可能なSTA120−1を中継装置として利用して、BSS100−2に接続しているAP110及びSTA120にデータを送信することができる。
In FIG. 4, the AP 110-1 uses the STA 120-1 connected to the AP 110-1 and connectable to the AP 110-2 as a relay device, and transmits data to the
例えば、AP110−1は、AP110−1に接続しており、かつAP110−2に接続可能なSTA120−1を、AP110−1から受信したデータをAP110−2に転送する中継装置として設定する。 For example, AP 110-1 sets STA 120-1 connected to AP 110-1 and connectable to AP 110-2 as a relay device that transfers data received from AP 110-1 to AP 110-2.
中継装置として設定されたSTA120−1は、AP110−1からデータを受信すると、AP110−1との接続を切断し、AP110−2に接続して、受信したデータをAP110−2に転送する。 When receiving data from AP 110-1, STA 120-1 set as a relay device disconnects from AP 110-1, connects to AP 110-2, and transfers the received data to AP 110-2.
好ましくは、STA120−1は、AP110−2にデータを転送した後、AP110−2との接続を切断し、再びAP110−1に接続する。 Preferably, the STA 120-1 transfers the data to the AP 110-2, disconnects the connection with the AP 110-2, and connects to the AP 110-1 again.
同様に、AP110−2は、AP110−2に接続しており、かつAP110−1に接続可能なSTA120−2を、AP110−2から受信したデータをAP110−1に転送する中継装置として利用する。 Similarly, the AP 110-2 uses the STA 120-2 connected to the AP 110-2 and connectable to the AP 110-1 as a relay device that transfers data received from the AP 110-2 to the AP 110-1.
例えば、図4において、AP110−1が、STA120−1〜120−3及びAP110−2に所定のデータを一斉送信する場合、AP110−1は、ミリ波無線通信でSTA120−1に所定のデータを送信する。 For example, in FIG. 4, when the AP 110-1 broadcasts predetermined data to the STAs 120-1 to 120-3 and the AP 110-2, the AP 110-1 transmits predetermined data to the STA 120-1 by millimeter wave wireless communication. Send.
STA120−1は、AP110−1から所定のデータを受信した場合、AP110−1との接続を切断し、予め設定された転送先であるAP110−2にミリ波無線通信で接続する。また、STA120−1は、AP110−1から受信した所定のデータを、ミリ波無線通信でAP110−2に転送する。 When the STA 120-1 receives predetermined data from the AP 110-1, the STA 120-1 disconnects the connection with the AP 110-1 and connects to the AP 110-2, which is a preset transfer destination, via millimeter wave wireless communication. In addition, the STA 120-1 transfers predetermined data received from the AP 110-1 to the AP 110-2 by millimeter wave wireless communication.
AP110−2は、AP110−2に接続しているSTA120−1〜120−3のうち、STA120−1から所定のデータを受信すると、他のSTA120−2、120−3に、受信した所定のデータを送信する。 When the AP 110-2 receives predetermined data from the STA 120-1 among the STAs 120-1 to 120-3 connected to the AP 110-2, the other predetermined STA 120-2 and 120-3 receive the predetermined data received. Send.
例えば、このようにして、AP110−1は、他のAP110−2に接続する通信装置に所定のデータを送信することができる。 For example, in this way, the AP 110-1 can transmit predetermined data to a communication device connected to another AP 110-2.
(通信システムのシステム構成)
図5は、一実施形態に係る通信システムのシステム構成の一例を示す図である。通信システム500は、ミリ波無線通信を行うミリ波無線通信部と、無線LAN通信を行う無線LAN通信部とを有する複数の通信装置を含み、ミリ波無線通信を用いて通信装置間でマルチホップ通信を行う通信システムである。
(System configuration of communication system)
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a system configuration of a communication system according to an embodiment. The
なお、ミリ波無線通信は、指向性を有する電波を用いて通信を行う第1の無線通信の一例である。また、無線LAN通信は、第1の無線通信より通信範囲が広い電波を用いて他の通信装置と通信を行う第2の無線通信の一例である。 Note that millimeter wave wireless communication is an example of first wireless communication in which communication is performed using radio waves having directivity. The wireless LAN communication is an example of second wireless communication that communicates with another communication device using radio waves having a wider communication range than the first wireless communication.
通信システム500に含まれる複数の通信装置には、例えば、集中制御装置501、複数の分散制御装置502a〜502d、1つ以上の中継装置503及び1つ以上の所属装置504等が含まれる。なお、以下の説明の中で複数の分散制御装置502a〜502dのうち、任意の分散制御装置を示す場合、「分散制御装置502」を用いる。また、図5において、「C」は集中制御装置501を、「P」は分散制御装置502を、「B」は中継装置503を、「S」は、所属装置504を示すものとする。以下の図についても同様である。
The plurality of communication devices included in the
集中制御装置(情報処理装置)501は、ミリ波無線通信より通信範囲が広い無線LAN通信(例えば、IEEE802.11a/b/g/n/ac等)で、無線LAN通信のBSS(Basic Service Set)506を形成するアクセスポイントの機能を有する。なお、無線LAN通信のBSS506は、無線LAN通信によるインフラストラクチャモードのネットワークである。
A centralized control device (information processing device) 501 is a wireless LAN communication (for example, IEEE802.11a / b / g / n / ac) having a wider communication range than millimeter-wave wireless communication, and BSS (Basic Service Set) for wireless LAN communication. ) Having the function of an access point forming 506. The
本実施形態では、集中制御装置501以外の通信装置である分散制御装置502、中継装置503及び所属装置504は、無線LAN通信のステーション機能を有している。これにより、BSS506内にある集中制御装置501及び他の通信装置は、無線LAN通信(第2の無線通信)を用いて互いに通信可能である。
In the present embodiment, the distributed
集中制御装置501は、ミリ波無線通信によるマルチホップ通信の通信経路を管理し、無線LAN通信を用いて、マルチホップ通信の通信経路にある分散制御装置502によるミリ波無線通信の転送経路を制御する。
The
また、図5の例では、集中制御装置501は、後述する分散制御装置502の機能をさらに有しており、ミリ波無線通信のネットワークセルであるBSS1を形成している。
In the example of FIG. 5, the
分散制御装置502は、ミリ波無線通信で互いに異なるミリ波無線通信のネットワークセルであるBSS2〜5を形成し、自装置が形成するミリ波無線通信のBSSに接続する1つ以上の通信装置におけるミリ波無線通信のデータ転送経路を制御する。
The distributed
なお、以下の説明の中で、無線LAN通信のBSS506を「無線LAN通信のBSS」と表し、ミリ波無線通信のBSSを単に「BSS」と表して区別する。
In the following description, the
図5において、分散制御装置502aは、ミリ波無線通信のネットワークセルBSS2を形成し、BSS2の範囲内にビーコンフレームを送信している。
In FIG. 5, the distributed
図5の例では、分散制御装置502aには、5つの通信装置が、実線で繋がれた「接続」状態にある。分散制御装置502は、「接続」にある5つの通信装置のうち、BSS1と「接続候補」状態にある1つの通信装置を選択し、BSS1にミリ波無線通信のデータを転送する中継装置として制御する。同様に、分散制御装置502は、「接続」にある5つの通信装置のうち、BSS5と「接続候補」状態にある1つの通信装置を選択し、BSS1にミリ波無線通信のデータを転送する中継装置として制御する。
In the example of FIG. 5, the distributed
中継装置503は、1つの分散制御装置502、例えば、分散制御装置502aが形成するBSS2に接続し、分散制御装置502aからの制御に従って、分散制御装置502aから受信したデータを、他の分散制御装置502に転送する通信装置である。
The
所属装置504は、1つの分散制御装置502が形成するBSSに接続する一般の通信装置であり、分散制御装置502からの制御によって、中継装置503として機能する。
The
図5の例では、通信システム500に含まれる各通信装置は、ミリ波無線通信と、無線LAN通信の両方の無線通信が可能であり、かつ両方の無線通信を同時に使用することができる。
In the example of FIG. 5, each communication device included in the
ミリ波無線通信は、通信可能範囲が狭く、指向性を有する電波を用いるため、ミリ波無線通信を用いて通信装置間でデータを通信する通信システム500は、例えば、図5に示されるような複数のネットワークセル(BSS)の組合せで構成される。通信システム500では、1つの通信装置から他の通信装置にミリ波無線通信のデータを送信する場合、送信データは1つ以上のBSS間を順次にホッピング転送するマルチホップ通信が行われる。
Since millimeter wave wireless communication uses a radio wave having a narrow communicable range and directivity, a
また、本実施形態では、集中制御装置501は、BSS単位でミリ波無線通信によるマルチホップ通信の通信経路を決定し、各分散制御装置502は、BSS内の通信経路を決定する。このように、ミリ波無線通信による無線通信ネットワークを階層化して、マルチホップ通信における通信経路の制御の負荷を分散させることにより、高速に経路の決定を行い、経路が頻繁に変るような状況でもリアルタイムに形成制御を行うことができるようになる。
In the present embodiment, the
例えば、分散制御装置502は、常に自身が形成するBSS内における各通信装置のミリ波無線通信のリンク状態を把握する。また、集中制御装置501は、各分散制御装置502から各BSSに所属する通信装置のミリ波無線通信のリンク状態を示す情報を収集する。
For example, the distributed
集中制御装置501は、取得した情報からBSS単位のミリ波無線通信によるマルチホップ通信の通信経路の計算、BSS内の所属装置数の調整、BSS数の調整等を行い、その結果を各分散制御装置502に通知する。通信システム500は、集中制御装置501と分散制御装置502との間の制御情報の送受信を、無線LAN通信を用いて行い、コンテンツデータの送信をミリ波無線通信によるマルチホップ通信を用いて行う。これにより、通信システム500は、無線LAN通信及びミリ波無線通信の双方のパケット数を削減し、双方の無線通信の電波干渉を削減することができる。
The
また、本実施形態に係る通信システム500では、集中制御装置501が分散制御装置502に送信する情報は簡易なコマンド形式とし、パケットを受信した分散制御装置502はコマンドをデコードして詳細な経路制御を実施する。さらに、分散制御装置502は、常に集中制御装置501に、自装置が形成するBSSの情報を送信するのではなく、イベントベースで通知する。これにより、通信システム500は、無線LAN通信のパケットの数や通信量を削減するので、電波干渉や輻輳が生じることを低減させると共に、低消費電力化にも効果が期待できる。
Further, in the
なお、ミリ波無線通信を用いて、全ての通信装置が、他の通信装置と通信できるようにするためには、例えば、図4を用いて説明したように、BSS間でデータを転送できるようにする必要がある。通信システム500では、中継装置503により、BSS間のデータの転送を実現する。
In order to enable all communication devices to communicate with other communication devices using millimeter wave wireless communication, for example, as described with reference to FIG. 4, data can be transferred between BSSs. It is necessary to. In the
分散制御装置502、自装置が形成するBSSに接続する通信装置の中から、中継装置503と、データを転送する転送先のBSSを選択し、選択した通信装置にBSS間の中継(ブリッジ)を行う設定(通知)する。各分散制御装置502は、中継装置503を用いてデータを転送可能なBSSの情報を、集中制御装置501に通知する。
The distributed
各分散制御装置502は、例えば、隣接する各BSSに対応する中継装置503を設定することにより、隣接する各BSSにデータを転送できるように制御する。分散制御装置502は、できるだけ、1つの中継装置503を用いて、他の1つのBSSにデータを転送するように制御を行うが、実現できない場合は、1つの中継装置503を用いて複数のBSSにデータを転送するものであってもよい。
Each distributed
例えば、図5において、BSS1を形成する分散制御装置の機能を有する集中制御装置501は、他のBSS2、3、4に対して、中継装置503を介して、ミリ波無線通信のデータを送信することができる。また、BSS1から、BSS2、3へのデータの転送は、1つの中継装置503で行われている。
For example, in FIG. 5, the
なお、図4で前述したように、通信装置間を繋ぐ実線は、通信装置がミリ波無線通信で接続している「接続」状態であることを示しており、通信装置間を繋ぐ破線は、通信装置が接続可能な「接続候補」の状態であることを示している。 As described above with reference to FIG. 4, the solid line connecting the communication devices indicates that the communication device is in a “connected” state where the communication devices are connected by millimeter-wave wireless communication, and the broken line connecting the communication devices is This indicates that the communication apparatus is in a “connection candidate” state that can be connected.
なお、図5の例では、分散制御装置502は、隣接する各BSSにデータを転送できるように中継装置503を選択するので、BSS間の通信はアップリンク方向とダウンリンク方向で異なる中継装置503が用いられる。
In the example of FIG. 5, since the distributed
これは好適な一例であり、BSS間の通信はアップリンク方向とダウンリンク方向で同じ中継装置503を利用することも可能である。本実施形態では、BSS間の通信はアップリンク方向とダウンリンク方向で異なる中継装置503を用いるものとして、以下の説明を行う。
This is a preferred example, and communication between BSSs can use the
なお、上記の説明では、集中制御装置501が、分散制御装置502の機能を有するものとして説明を行ったが、集中制御装置501は、分散制御装置502の機能を有していなくてもよい。
In the above description, the
図6は、一実施形態に係る通信システムのシステム構成の別の一例を示す図である。図6の例では、集中制御装置501は、図5に示される通信システム500と同様に無線LAN通信で、BSS506を形成し、ミリ波無線通信によるマルチホップ通信の通信経路を管理する。
FIG. 6 is a diagram illustrating another example of the system configuration of the communication system according to the embodiment. In the example of FIG. 6, the
また、図6の例では、集中制御装置501に代えて、分散制御装置502eが、BSS1を形成している。このように、集中制御装置501は、分散制御装置502としてミリ波無線通信のBSSを形成する機能を有していなくてもよい。この場合でも、集中制御装置501は、無線LAN通信を用いて、図5に示される通信システム500と同様に、マルチホップ通信の通信経路を管理することが可能である。
In the example of FIG. 6, the distributed
このように、本実施形態に係る通信システム500では、集中制御装置501は、無線LAN通信を用いて、予め定められた経路制御用のメッセージを使って複数の分散制御装置502におけるマルチホップ通信のデータの通信経路を制御する。
As described above, in the
また、分散制御装置502は、集中制御装置501から受信した経路制御用のメッセージに従って、分散制御装置502及び自装置が形成するネットワークセルに接続する1つ以上の通信装置700におけるマルチホップ通信のデータの通信経路を制御する。
In addition, the distributed
本実施形態に係る通信システム500では、ミリ波無線通信ネットワークを階層構造とし、ネットワークセル内の通信装置700の制御を分散制御装置502が行うことにより、集中制御装置501の負荷を分散して、動的な通信経路の制御を容易にすることができる。
In the
<ハードウェア構成>
図7は、一実施形態に係る通信装置のハードウェア構成の例を示す図である。
<Hardware configuration>
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of a communication apparatus according to an embodiment.
分散制御装置502、中継装置503及び所属装置504は、例えば、図7(a)に示される通信装置700のハードウェア構成を有する。また、集中制御装置501は、図7(a)に示される通信装置700のハードウェア構成を有するものであってもよいし、図7(b)に示される集中制御装置501のハードウェア構成を有するものであってもよい。
The distributed
(通信装置のハードウェア構成)
通信装置700は、一般的なコンピュータの構成を含み、例えば、CPU(Central Processing Unit)701、RAM(Read Only Memory)702、ROM(Read Only Memory)703、ストレージ装置704、無線LAN通信部705、ミリ波無線通信部706、表示入力装置707及びバス708等を有する。
(Hardware configuration of communication device)
The
CPU701は、ROM703やストレージ装置704等に格納されたプログラムやデータをRAM702上に読み出し、処理を実行することで、通信装置700の各機能を実現する演算装置である。RAM702は、CPU701のワークエリア等として用いられる揮発性のメモリである。ROM703は、電源を切ってもプログラムやデータを保持することができる不揮発性のメモリである。
The
ストレージ装置704は、例えば、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、又はフラッシュROM等のストレージデバイスであり、OS(Operation System)、アプリケーションプログラム及び各種データ等を記憶する。
The
無線LAN通信部(第2の通信部)705は、例えば、IEEE802.11a/b/g/n/ac等の無線LAN通信を行うための無線通信装置であり、例えば、アンテナ、無線部、MAC(Media Access Control)部及び無線LAN通信の通信制御部等を含む。 The wireless LAN communication unit (second communication unit) 705 is a wireless communication device for performing wireless LAN communication such as IEEE802.11a / b / g / n / ac, for example, and includes, for example, an antenna, a wireless unit, a MAC A (Media Access Control) unit and a communication control unit for wireless LAN communication.
ミリ波無線通信部(第1の通信部)706は、例えば、IEEE802.11ad等のミリ波無線通信を行うための無線通信装置であり、例えば、アンテナ、無線部、MAC部及びミリ波無線通信の通信制御部等を含む。 The millimeter wave wireless communication unit (first communication unit) 706 is a wireless communication apparatus for performing millimeter wave wireless communication such as IEEE802.11ad, for example, an antenna, a wireless unit, a MAC unit, and millimeter wave wireless communication. Including a communication control unit.
表示入力装置707は、表示を行う表示デバイス、入力を受け付ける入力デバイス等を含む。バス708は、上記各構成要素に接続され、アドレス信号、データ信号及び各種制御信号等を伝送する。
The
(集中制御装置のハードウェア構成)
集中制御装置501は、一例として、図7(a)に示される通信装置700のハードウェア構成に加えて、有線LAN通信部709を有する。また、集中制御装置501は、ミリ波無線通信部706を有していなくてもよい。
(Hardware configuration of centralized controller)
As an example, the
有線LAN通信部709は、通信システム500による無線通信ネットワーク(無線LANネットワーク、又はミリ波無線ネットワーク)と、有線通信ネットワーク(例えば、建物内のLANネットワーク等)を接続(ゲートウェイ機能)する。有線LAN通信部709は、例えば、ネットワークインタフェース部及びゲートウェイ機能を実現する通信制御部等を含む。
The wired
なお、図7(b)に示される集中制御装置501のハードウェア構成は一例である。集中制御装置501は、例えば、有線LAN通信部709を有していなくてもよい。
The hardware configuration of the
<機能構成>
(集中制御装置の機能構成)
図8は、一実施形態に係る集中制御装置の機能構成の一例を示す図である。集中制御装置501は、例えば、有線LAN接続部801、無線LAN通信部(AP)811、ネットワークセル情報取得部812、ネットワークセル情報記憶部813、通信経路決定部814、転送先情報通知部815及びネットワークセル管理部816等を有する。
<Functional configuration>
(Functional configuration of centralized control device)
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of the centralized control device according to the embodiment. The
また、集中制御装置501は、分散制御装置502の機能820をさらに有していてもよい。分散制御装置502の機能820には、例えば、ミリ波無線通信部(AP)821、通信リンク状態測定部822、装置情報取得部823、装置情報記憶部824、中継装置選択部825、中継装置設定部826、ネットワークセル情報通知部827、データ転送部828及び所属装置数管理部829等が含まれる。
The
有線LAN接続部801は、例えば、図8(b)の有線LAN通信部709によって実現され、通信システム500による通信ネットワークと、外部ネットワークとを接続するゲートウェイとして機能する。
The wired
無線LAN通信部(AP)811は、集中制御装置501の無線LAN通信部705を、無線LAN通信のAP(アクセスポイント)として機能させる。無線LAN通信部(AP)811は、例えば、図7の無線LAN通信部705及び図7のCPU701で実行されるプログラム等によって実現される。
The wireless LAN communication unit (AP) 811 causes the wireless
なお、以下の説明の中で、無線LAN通信のAPを「無線LAN通信のAP」と表し、ミリ波無線通信のAPを単に「AP」と表して区別する。 In the following description, an AP for wireless LAN communication is referred to as “AP for wireless LAN communication”, and an AP for millimeter wave wireless communication is simply referred to as “AP” for distinction.
無線LAN通信部(AP)811は、無線LAN通信(例えば、IEEE802.11a/b/g/n/ac等)で、インフラストラクチャモードの無線LANネットワークであるBSS506を提供する。
The wireless LAN communication unit (AP) 811 provides a
ネットワークセル情報取得部812は、無線LAN通信を用いて、ミリ波無線通信で互いに異なるBSS(ネットワークセル)を形成する複数の分散制御装置502からネットワークセル情報を取得し、ネットワークセル情報記憶部813に記憶する。ネットワークセル情報取得部812は、例えば、図7のCPU701で実行されるプログラムによって実現される。
The network cell
なお、集中制御装置501が、分散制御装置502の機能820を有する場合、ネットワークセル情報取得部812は、例えば、分散制御装置502の機能820に含まれるネットワークセル情報通知部827からネットワークセル情報を取得する。
When the
ネットワークセル情報記憶部813は、ネットワークセル情報取得部812が取得したネットワークセル情報を記憶する手段であり、例えば、図7のストレージ装置704、RAM702及び図7のCPU701で実行されるプログラム等によって実現される。ネットワークセル情報取得部812が取得し、ネットワークセル情報記憶部813に記憶するネットワークセル情報の一例を図11(a)に示す。
The network cell
図11(a)は、集中制御装置501が管理するネットワークセル情報1110の一例を示している。図11(a)の例では、ネットワークセル情報1110には、「ネットワークセル番号」、「BSSID」、「SSID」、「APのIPアドレス」、「所属装置数」、「通信チャネル」及び「中継可能なAP」等の情報が含まれている。
FIG. 11A shows an example of
「ネットワークセル番号」は、分散制御装置502が形成するBSSの番号、又は名前等の情報である。
The “network cell number” is information such as a BSS number or name formed by the distributed
「BSSID(Basic Service Set Identifier)」及び「SSID(Service Set Identifier)」は、分散制御装置502(又は集中制御装置501)の識別情報である。 “BSSID (Basic Service Set Identifier)” and “SSID (Service Set Identifier)” are identification information of the distributed control device 502 (or the centralized control device 501).
「APのIP(Internet Protocol)アドレス」は、分散制御装置502(又は集中制御装置501)のミリ波無線通信におけるIPアドレス及び無線LAN通信におけるIPアドレスである。 The “IP (Internet Protocol) address of the AP” is an IP address in millimeter wave wireless communication and an IP address in wireless LAN communication of the distributed control device 502 (or the centralized control device 501).
「所属装置数」は、分散制御装置502(又は集中制御装置501)が形成するミリ波無線通信のBSSに接続している通信装置700の数である。すなわち、当該BSSに接続している中継装置503及び所属装置504の数である。「通信チャネル」は、分散制御装置502(又は集中制御装置501)が形成するミリ波無線通信のBSSで使用している通信チャネルの番号である。
The “number of belonging devices” is the number of
「中継可能なAP」は、分散制御装置502(又は集中制御装置501)から、ミリ波無線通信のデータを、中継装置503を介して転送可能な他の分散制御装置502の識別情報である。
“AP that can be relayed” is identification information of another distributed
図8に戻り、集中制御装置501の機能構成の説明を続ける。
Returning to FIG. 8, the description of the functional configuration of the
通信経路決定部814は、ネットワークセル情報取得部812が取得し、ネットワークセル情報記憶部813に記憶するネットワークセル情報1110を用いて、マルチホップ通信の通信経路を決定する。通信経路決定部814は、例えば、図7のCPU701で実行されるプログラムによって実現される。
The communication
例えば、通信経路決定部814は、図11(a)に示されるようなネットワークセル情報1110を用いて、BSS間の接続関係を示すネットワークトポロジーを作成し、マルチホップ通信のBSS単位の通信経路を決定する。
For example, the communication
転送先情報通知部815は、無線LAN通信を用いて、通信経路決定部814が決定した通信経路にある各分散制御装置502に、ミリ波無線通信によるマルチホップ通信のデータの転送先の分散制御装置502、又はBSSの情報(転送先情報)を通知する。転送先情報通知部815は、例えば、図7のCPU701で実行されるプログラムによって実現される。
The transfer destination
ネットワークセル管理部816は、通信システム500内のBSSに関する管理を行う手段であり、例えば、図7のCPU701で実行されるプログラムによって実現される。例えば、ネットワークセル管理部816は、通信システム500内のBSSの数が予め定められた上限値を超えないように管理する。
The network
ミリ波無線通信部(AP)821は、ミリ波無線通信部706を、図1〜4で説明したミリ波無線通信システムのAPとして機能させる。ミリ波無線通信部(AP)821は、例えば、図7のミリ波無線通信部706及び図7のCPU701で実行されるプログラム等によって実現される。
The millimeter wave wireless communication unit (AP) 821 causes the millimeter wave
通信リンク状態測定部822は、ミリ波無線通信部(AP)821によって形成されるBSSに接続する各通信装置(中継装置503及び所属装置504)との間の通信リンク状態(通信品質)を測定する。通信リンク状態測定部822は、例えば、図7のミリ波無線通信部706及び図7のCPU701で実行されるプログラム等によって実現される。
The communication link state measurement unit 822 measures the communication link state (communication quality) with each communication device (
装置情報取得部823は、ミリ波無線通信部(AP)821によって形成されるBSSに接続する各通信装置700から、通信装置700がミリ波無線通信で接続可能な分散制御装置502の情報を含む装置情報を取得する。装置情報取得部823は、例えば、図7のCPU701で実行されるプログラムによって実現される。
The device
装置情報記憶部824は、装置情報取得部823が取得した装置情報を記憶する手段であり、例えば、図7のストレージ装置704、RAM702及び図7のCPU701で実行されるプログラム等によって実現される。装置情報取得部823が取得し、装置情報記憶部824に記憶する装置情報の一例を図11(b)に示す。
The device
図11(b)は、装置情報1120の一例を示している。図11(b)の例では、装置情報1120には、「所属装置番号」、「通信装置のIPアドレス」、「LQ値」、「スループット値」、「MCS値」、「中継装置」、「接続可能なAP」等の情報が含まれる。
FIG. 11B shows an example of the
「所属装置番号」は、集中制御装置501が形成するBSSに接続する通信装置に一時的に割当てられる管理番号である。
“Affiliation device number” is a management number temporarily assigned to a communication device connected to the BSS formed by the
「通信装置のIPアドレス」は、ミリ波無線通信部(AP)821が形成するBSSに接続する通信装置700のミリ間無線通信のIPアドレス及び無線LAN通信のIPアドレスである。
The “communication device IP address” is an IP address of the wireless communication between millimeters and an IP address of wireless LAN communication of the
「LQ値」、「スループット値」及び「MCS値」は、ミリ波無線通信部(AP)821が形成するBSSに接続する通信装置と、集中制御装置501との間のミリ波無線通信の通信リンク状態を示す情報の一例である。「LQ(Link Quality)値」は、ミリ波無線通信のリンク通信品質を示す情報である。「スループット値」は、単位時間当たりのデータ転送量を示すスループットを示す情報である。「MCS(Modulation Coding Scheme)値」は、変調タイプや、符号化レートの組合せを示す情報である。
The “LQ value”, “throughput value”, and “MCS value” indicate the communication of millimeter wave wireless communication between the communication device connected to the BSS formed by the millimeter wave wireless communication unit (AP) 821 and the
「中継装置」は、通信装置700が、「接続可能なAP」に対応する中継装置503であるか否かを示す情報である。
The “relay device” is information indicating whether or not the
「接続可能なAP」は、通信装置700がミリ波無線通信で接続可能な他の分散制御装置502の識別情報である。
“Connectable AP” is identification information of another distributed
図8に戻り、集中制御装置501の機能構成の説明を続ける。
Returning to FIG. 8, the description of the functional configuration of the
中継装置選択部825は、装置情報取得部823が取得した装置情報1120を用いて、ミリ波無線通信部(AP)821が形成するBSSに接続する通信装置700の中から、他の分散制御装置502にデータを転送する通信装置700を選択する。中継装置選択部825は、例えば、図7のCPU701で実行されるプログラムによって実現される。
The relay
例えば、中継装置選択部825は、装置情報1120に含まれる「中継可能なAP」の情報を用いて、他の分散制御装置502にミリ波無線通信のデータを転送可能な通信装置700を特定する。また、中継装置選択部825は、他の分散制御装置502にミリ波無線通信のデータを転送可能な通信装置700が複数ある場合、「LQ値」、「スループット値」、「MCS値」等の通信品質がより良い1つの通信装置700を選択する。
For example, the relay
中継装置設定部826は、中継装置選択部825が選択した通信装置700を、他の分散制御装置502にミリ波無線通信のデータを転送する中継装置503として設定する。中継装置設定部826は、例えば、図7のCPU701で実行されるプログラムによって実現される。
The relay
例えば、中継装置設定部826は、通信装置700に、ミリ波無線通信のデータの転送先を示す分散制御装置502の識別情報(BSSID、SSID等)等を含む接続情報を通知し、中継装置503をして動作することを指示する。
For example, the relay
ネットワークセル情報通知部827は、ミリ波無線通信部(AP)821が形成するBSSのネットワークセル情報を、ネットワークセル情報取得部812に通知する。ネットワークセル情報通知部827は、例えば、図7のCPU701で実行されるプログラムによって実現される。
The network cell
データ転送部828は、転送先情報通知部815から通知されるマルチホップ通信のデータの転送先の分散制御装置502の情報に従って、マルチホップ通信のデータを転送先の分散制御装置502に転送する。データ転送部828は、例えば、図7のCPU701で実行されるプログラムによって実現される。
The
所属装置数管理部829は、ミリ波無線通信部(AP)821が形成するBSSに接続する通信装置700の数を管理する。所属装置数管理部829は、例えば、図7のCPU701で実行されるプログラムによって実現される。
The affiliated device
なお、集中制御装置501は、前述したように、図8に示される分散制御装置502の機能820を有していなくてもよい。
Note that the
(分散制御装置の機能構成)
図9は、一実施形態に係る分散制御装置の機能構成の例を示す図である。分散制御装置502は、例えば、無線LAN通信部(STA)911、ネットワークセル情報通知部912、転送先情報受信部913、装置機能制御部914、記憶部915等を有する。また、分散制御装置502は、例えば、ミリ波無線通信部(AP)821、通信リンク状態測定部822、装置情報取得部823、装置情報記憶部824、中継装置選択部825、中継装置設定部826、データ転送部828及び所属装置数管理部829等を含む。
(Functional configuration of distributed control device)
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of the distributed control device according to the embodiment. The distributed
無線LAN通信部(STA)911は、通信装置700の無線LAN通信部705を、無線LAN通信のSTA(ステーション)として機能させる。無線LAN通信部(STA)911は、例えば、図7(a)の無線LAN通信部705及び図7(a)のCPU701で実行されるプログラム等によって実現される。
The wireless LAN communication unit (STA) 911 causes the wireless
例えば、無線LAN通信部(STA)911は、集中制御装置501が送信する無線LAN通信のビーコンを受信し、集中制御装置501と無線LAN通信を確立して、分散制御装置502を無線LANネットワークに接続する。
For example, the wireless LAN communication unit (STA) 911 receives a wireless LAN communication beacon transmitted from the
ネットワークセル情報通知部912は、無線LAN通信を用いて、分散制御装置502が形成するミリ波無線通信のBSS(ネットワークセル)のネットワークセル情報を、集中制御装置501に通知する。ネットワークセル情報通知部912は、例えば、図7(a)のCPU701で実行されるプログラムによって実現される。
The network cell
転送先情報受信部913は、集中制御装置501から、無線LAN通信を用いて通知される、ミリ波無線通信によるマルチホップ通信のデータを転送する転送先の分散制御装置502、又はBSSの情報(転送先情報)を受信する。
The transfer destination
装置機能制御部914は、通信装置700を、分散制御装置502、中継装置503、又は所属装置504として設定し、機能させる。装置機能制御部914は、例えば、図7(a)のCPU701で実行されるプログラムによって実現される。
The device
例えば、装置機能制御部914は、通信装置700を所属装置504として機能させる。また、装置機能制御部914は、所属装置504として機能する通信装置700が、ミリ波無線通信のBSSを検出できない場合、通信装置700を分散制御装置502として機能させる。さらに、装置機能制御部914は、通信装置700が所属装置504として機能している場合、BSSを形成している分散制御装置502、又は集中制御装置501からの制御に従って、通信装置700を中継装置503として機能させる。
For example, the device
記憶部915は、例えば、通信装置700を、分散制御装置502、中継装置503、又は所属装置504として機能させるためのプログラム等を記憶する。記憶部915は、例えば、図7(a)のストレージ装置704及び図7(a)のCPU701で実行されるプログラム等によって実現される。
The
分散制御装置502に含まれる分散制御装置の機能820は、図8で説明した分散制御装置の機能820と同様であるが、分散制御装置502は、図8のネットワークセル情報通知部827に代えて、ネットワークセル情報通知部912を有している。
The
ミリ波無線通信部(AP)821は、通信装置700のミリ波無線通信部706を、ミリ波無線通信システムのAPとして機能させる手段であり、例えば、図7(a)のミリ波無線通信部706及び図7(a)のCPU701で実行されるプログラム等によって実現される。
The millimeter wave wireless communication unit (AP) 821 is means for causing the millimeter wave
通信リンク状態測定部822は、ミリ波無線通信部(AP)821によって形成されるBSSに接続する各通信装置との間の通信リンク状態を測定する。通信リンク状態測定部822は、例えば、図7(a)のミリ波無線通信部706及び図7(a)のCPU701で実行されるプログラム等によって実現される。
The communication link state measurement unit 822 measures the communication link state with each communication device connected to the BSS formed by the millimeter wave wireless communication unit (AP) 821. The communication link state measurement unit 822 is realized by, for example, a program executed by the millimeter wave
装置情報取得部823は、ミリ波無線通信部(AP)821によって形成されるBSSに接続する各通信装置700から、通信装置700がミリ波無線通信で接続可能な分散制御装置502の情報を含む装置情報を取得する。装置情報取得部823は、例えば、図7(a)のCPU701で実行されるプログラムによって実現される。
The device
装置情報記憶部824は、装置情報取得部823が取得した装置情報を記憶する手段であり、例えば、図7(a)のストレージ装置704、RAM702及び図7(a)のCPU701で実行されるプログラム等によって実現される。
The device
中継装置選択部825は、装置情報取得部823が取得した装置情報1120を用いて、ミリ波無線通信部(AP)821が形成するBSSに接続する通信装置700の中から、他の分散制御装置502にデータを転送する通信装置700を選択する。中継装置選択部825は、例えば、図7(a)のCPU701で実行されるプログラムによって実現される。
The relay
中継装置設定部826は、中継装置選択部825が選択した通信装置700を、他の分散制御装置502にミリ波無線通信のデータを転送する中継装置503として設定する。中継装置設定部826は、例えば、図7(a)のCPU701で実行されるプログラムによって実現される。
The relay
データ転送部828は、転送先情報受信部913が受信したマルチホップ通信のデータの転送先となる分散制御装置502の情報に従って、マルチホップ通信のデータを転送先の分散制御装置502に転送する。データ転送部828は、例えば、図7(a)のCPU701で実行されるプログラムによって実現される。
The
所属装置数管理部829は、ミリ波無線通信部(AP)821が形成するBSSに接続する通信装置700の数を管理する。所属装置数管理部829は、例えば、図7(a)のCPU701で実行されるプログラムによって実現される。
The affiliated device
(中継装置の機能構成)
図10(a)は、中継装置の機能構成の例を示す図である。中継装置503は、例えば、無線LAN通信部(STA)911、装置機能制御部914、記憶部915、ミリ波無線通信部(STA)1011、通信リンク状態測定部1012、接続情報記憶部1013、接続制御部1014及びデータ中継部1015等を有する。
(Functional configuration of relay device)
FIG. 10A is a diagram illustrating an example of a functional configuration of the relay apparatus. The
なお、無線LAN通信部(STA)911、装置機能制御部914及び記憶部915の機能は、図9を用いて説明した分散制御装置502に含まれる無線LAN通信部(STA)911、装置機能制御部914、記憶部915と同様なので、説明を省略する。
The functions of the wireless LAN communication unit (STA) 911, the device
ミリ波無線通信部(STA)1011は、通信装置700のミリ波無線通信部706を、図1〜4で説明したミリ波無線通信システムのSTAとして機能させる。ミリ波無線通信部(STA)1011は、例えば、図7(a)のミリ波無線通信部706及び図7(a)のCPU701で実行されるプログラム等によって実現される。
The millimeter wave wireless communication unit (STA) 1011 causes the millimeter wave
例えば、ミリ波無線通信部(STA)1011は、分散制御装置502(又は集中制御装置501)が形成するBSSに、STAとして接続する。 For example, the millimeter wave wireless communication unit (STA) 1011 is connected as a STA to the BSS formed by the distributed control device 502 (or the centralized control device 501).
通信リンク状態測定部1012は、ミリ波無線通信部(STA)が接続したBSSを形成する分散制御装置502との間の通信リンク状態を測定する。通信リンク状態測定部822は、例えば、図7(a)のミリ波無線通信部706及び図7(a)のCPU701で実行されるプログラム等によって実現される。
The communication link
接続情報記憶部1013は、無線LAN通信を用いて、分散制御装置502(又は集中制御装置501)から通知される、ミリ波無線通信のデータの転送先となる分散制御装置502の識別情報(BSSID、SSID等)等を含む接続情報を記憶する。接続情報記憶部1013は、例えば、図7(a)のRAM702、ストレージ装置704及び図7(a9のCPU701で実行されるプログラム等によって実現される。接続情報記憶部1013が記憶する接続情報の一例を図11(c)に示す。
The connection
図11(c)は、接続情報1130の一例を示している。図11(c)の例では、接続情報1130には、「ネットワークセル番号」、「接続状態」、「BSSID」、「SSID」、「IPアドレス」及び「チャネル番号」等の情報が含まれる。
FIG. 11C shows an example of
「ネットワークセル番号」は、BSSの番号、又は名前等の情報である。「接続状態」は、「ネットワークセル番号」に対応するBSSに、「接続」状態になるか、「接続候補」状態になるかを示す情報である。 The “network cell number” is information such as a BSS number or name. The “connection state” is information indicating whether the BSS corresponding to the “network cell number” is in a “connection” state or a “connection candidate” state.
「BSSID」及び「SSID」は、「ネットワークセル番号」に対応するBSSを形成する分散制御装置502(又は集中制御装置501)の識別情報である。 “BSSID” and “SSID” are identification information of the distributed control device 502 (or the centralized control device 501) that forms the BSS corresponding to the “network cell number”.
「IPアドレス」は、「ネットワークセル番号」に対応するBSSを形成する分散制御装置502(又は集中制御装置501)のミリ波無線通信におけるIPアドレスである。「チャネル番号」は、「ネットワークセル番号」に対応するBSSのミリ波無線通信のチャネル番号である。 The “IP address” is an IP address in millimeter wave wireless communication of the distributed control device 502 (or the centralized control device 501) that forms the BSS corresponding to the “network cell number”. The “channel number” is a channel number of BSS millimeter-wave wireless communication corresponding to the “network cell number”.
図10(a)に戻り、中継装置503の機能構成の説明を続ける。
Returning to FIG. 10A, the description of the functional configuration of the
接続制御部1014は、接続情報記憶部1013に記憶した接続情報1130に従って、接続状態が「接続」の分散制御装置502(以下、転送元の分散制御装置502と呼ぶ)にミリ波無線通信で接続する。また、接続制御部1014は、転送元の分散制御装置502から、ミリ波無線通信のデータを受信すると、転送元の分散制御装置502との接続を切断し、接続状態が「接続候補」の分散制御装置502(以下、転送先の分散制御装置502と呼ぶ)に接続する。接続制御部1014は、例えば、図7(a)のCPU701で実行されるプログラムによって実現される。
In accordance with
データ中継部1015は、転送元の分散制御装置502から受信したミリ波無線通信のデータを、転送先の分散制御装置502に転送する。データ中継部1015は、例えば、図7(a)のCPU701で実行されるプログラムによって実現される。
The
(所属装置の機能構成)
図10(b)は、所属装置の機能構成の例を示す図である。所属装置504は、例えば、無線LAN通信部(STA)911、装置機能制御部914、記憶部915、ミリ波無線通信部(STA)1011、通信リンク状態測定部1012等を有する。
(Functional configuration of affiliated device)
FIG. 10B is a diagram illustrating an example of a functional configuration of the belonging device. The belonging
無線LAN通信部(STA)911、装置機能制御部914及び記憶部915の機能は、図9を用いて説明した分散制御装置502に含まれる無線LAN通信部(STA)911、装置機能制御部914、記憶部915と同様なので、説明を省略する。
The functions of the wireless LAN communication unit (STA) 911, the device
ミリ波無線通信部(STA)1011は、通信装置700のミリ波無線通信部706を、図1〜4で説明したミリ波無線通信システムのSTAとして機能させる。ミリ波無線通信部(STA)1011は、例えば、図7(a)のミリ波無線通信部706及び図7(a)のCPU701で実行されるプログラム等によって実現される。
The millimeter wave wireless communication unit (STA) 1011 causes the millimeter wave
通信リンク状態測定部1012は、ミリ波無線通信部(STA)が接続したBSSを形成する分散制御装置502との間の通信リンク状態を測定する。通信リンク状態測定部822は、例えば、図7(a)のミリ波無線通信部706及び図7(a)のCPU701で実行されるプログラム等によって実現される。
The communication link
<処理の流れ>
[第1の実施形態]
以下、集中制御装置501によるマルチホップ通信の通信処理について説明する。
<Process flow>
[First Embodiment]
Hereinafter, communication processing of multi-hop communication by the
(ネットワーク構成)
図12は、第1の実施形態に係る通信システムのネットワーク構成の例を示す図である。図12の例では、通信システム500は、BSS1〜BSS8の8個のBSSが形成されている。また、図12において、例えば、「BSS1」の横に示した弧内の文字列「ch1」は、BSS1で用いられている通信チャネルが「ch1」であることを示している。
(Network configuration)
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a network configuration of the communication system according to the first embodiment. In the example of FIG. 12, the
第1の実施形態に係る集中制御装置501は、例えば、図12に示されるような通信システム500のネットワーク構成を、例えば、図13に示されるように、BSS単位で管理する。
The
(通信経路の管理)
図13は、第1の実施形態に係る集中制御装置が作成するネットワークトポロジーの例を示す図である。集中制御装置501は、例えば、図11(a)に示されるようなネットワークセル情報1110に基づいて、図13に示されるような、BSS単位のネットワークトポロジー2100を作成する。
(Communication path management)
FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a network topology created by the centralized control device according to the first embodiment. The
図13において、各BSS名の下の括弧内の数字は、通信チャネルと、BSSに接続している通信装置700の数を示している。例えば、図13の例では、BSS1で使用している通信チャネルは「1」であり、BSS1に接続している通信装置700の数が「7」であることが示されている。各BSS間を接続する矢印は、中継装置を介して、BSS間で通信可能であることを示す。BSS2からBSS5のように、通信が一方向のみ可能な場合もある。
In FIG. 13, the numbers in parentheses under each BSS name indicate the communication channel and the number of
集中制御装置501は、図13に示すようなBSS単位のネットワークトポロジー2100を用いて、マルチホップ通信の通信経路をBSS単位で管理する。BSS内の通信経路は、分散制御装置502によって管理されるため、集中制御装置501は、BSS内の通信経路を管理しない。これにより、集中制御装置501の負荷が軽減される。
The
(集中制御装置の処理)
図14は、第1の実施形態に係る集中制御装置の処理の例を示すフローチャートである。
(Centralized control device processing)
FIG. 14 is a flowchart illustrating an example of processing of the centralized control device according to the first embodiment.
ステップS1401において、集中制御装置501のネットワークセル情報取得部812は、無線LAN通信を用いて、複数の分散制御装置502からネットワークセル情報を取得する。
In step S1401, the network cell
ステップS1402において、集中制御装置501の通信経路決定部814は、取得したネットワークセル情報を用いて、例えば、図13に示すようなBSS単位のミリ波無線通信のネットワークトポロジー2100を作成する。
In step S1402, the communication
ステップS1403において、集中制御装置501は、通信システム500内の通信装置700から無線LAN通信を用いて送信される、ミリ波無線通信の送信開始要求を受付したかを判断する。
In step S1403, the
送信開始要求を受付していない場合(S1403でNo)、集中制御装置501は、ステップS1401、S1402の処理を繰り返し実行する。一方、送信開始要求を受付した場合(S1403でYes)、集中制御装置501は、処理をステップS1404に移行させる。
When the transmission start request has not been received (No in S1403), the
ステップS1404において、集中制御装置501の通信経路決定部814は、送信元の通信装置700を含むBSSから、送信先の通信装置700を含むBSSまでの、BSS単位の通信経路を決定(算出)する(詳細は後述)。通信経路決定部814は、例えば、ダイクストラ法等の、既知の経路探索アルゴリズムを用いて、送信先までの経路を算出してもよい。
In step S1404, the communication
ステップS1405において、集中制御装置501の転送先情報通知部815は、通信経路決定部814が決定した通信経路にある分散制御装置502に、データの転送先のBSSの情報を通知する。
In step S1405, the transfer destination
ステップS1406において、集中制御装置501の転送先情報通知部815は、送信開始要求の要求元の通信装置700に、データの送信を指示する。
In step S1406, the transfer destination
(通信システムの通信処理)
続いて、通信システム500全体のデータ送信処理の例について説明する。
(Communication processing of communication system)
Next, an example of data transmission processing of the
図15は、第1の実施形態に係る通信システムのデータ送信処理の例を示すシーケンス図である。当該処理は、例えば、図12に示される通信システム500において、BSS7に含まれる所属装置504aから、BSS8に含まれる所属装置504bに、ミリ波無線通信でデータを送信する場合の処理の例を示している。
FIG. 15 is a sequence diagram illustrating an example of data transmission processing of the communication system according to the first embodiment. The processing is an example of processing when data is transmitted by millimeter wave wireless communication from the belonging
ステップS1501において、送信元の所属装置504aは、無線LAN通信を用いて、集中制御装置501に、送信先の所属装置504bの宛先情報(例えばIPアドレス)を含む送信開始要求を送信する。
In step S1501, the
ステップS1502において、集中制御装置501の通信経路決定部814は、送信元の所属装置504aを含むBSS7から、送信先の所属装置504bを含むBSS8までの、BSS単位の通信経路を決定する。例えば、通信経路決定部814は、図13に示されるようなネットワークトポロジー2100を用いて、BSS7、BSS5、BSS8の順番で、データを送信することを決定する。
In step S1502, the communication
ステップS1503〜S1505において、集中制御装置501の転送先情報通知部815は、通信経路決定部814が決定した通信経路にある分散制御装置502a、502b、502cに、データの転送先を通知する。
In steps S1503 to S1505, the transfer destination
例えば、転送先情報通知部815は、BSS7を形成する分散制御装置502aに、データの転送先として、BSS5を形成する分散制御装置502bを指定する情報(例えば、BSSID、SSID等)を通知する。同様に、転送先情報通知部815は、BSS5を形成する分散制御装置502bに、データの転送先として、BSS8を形成する分散制御装置502cを指定する情報を通知する。また、転送先情報通知部815は、BSS8を形成する分散制御装置502cに、例えば、データを他のBSSに転送しないことを通知する。
For example, the transfer destination
ステップS1506において、集中制御装置501の転送先情報通知部815は、データの転送元の所属装置504aに、データの送信を指示する。
In step S1506, the transfer destination
ステップS1507において、所属装置504aは、所属装置504aがミリ波無線通信で接続している分散制御装置502aに、宛先情報を含むデータを送信する。
In step S1507, the
ステップS1508において、分散制御装置502aは、例えば、図11(b)に示されるような装置情報1120を用いて、指定された転送先である分散制御装置502bにデータを転送する中継装置503aを特定し、データを送信する。
In step S1508, the distributed
図16は、第1の実施形態に係る中継装置の動作の例を示す図である。図16において、B12はBSS1からBSS2への中継装置、B21はBSS2からBSS1への中継装置である。BSS2の分散制御装置(P2)からBSS1の分散制御装置(P1)へミリ波無線通信にてデータ転送を行う場合、P2がB21へのデータ転送を完了した後、B21はBSS1に所属してP1にデータ転送する。B21がP1へのデータ転送を完了した後、B21は元に所属していたBSS2に再度所属するため、P1との接続を切断してP2と再接続する。BSS1の分散制御装置(P1)からBSS2の分散制御装置(P2)へデータ転送を行う場合も同様にB12を用いてデータ転送が行われる。 FIG. 16 is a diagram illustrating an example of the operation of the relay device according to the first embodiment. In FIG. 16, B12 is a relay apparatus from BSS1 to BSS2, and B21 is a relay apparatus from BSS2 to BSS1. When data is transferred from the distributed control device (P2) of the BSS2 to the distributed control device (P1) of the BSS1 by millimeter-wave wireless communication, after P2 completes the data transfer to B21, B21 belongs to BSS1 and P1 Data transfer to After B21 completes the data transfer to P1, B21 again belongs to BSS2, which originally belonged, and therefore disconnects from P1 and reconnects to P2. Similarly, when data is transferred from the distributed control device (P1) of the BSS1 to the distributed control device (P2) of the BSS2, data transfer is performed using B12.
図15に戻る。ステップS1509において、中継装置503aの接続制御部1014は、データを受信すると、分散制御装置502aとのミリ波無線通信の接続を切断する。
Returning to FIG. In step S1509, when receiving the data, the
続いて、中継装置503aの接続制御部1014は、例えば、図11(c)に示されるような接続情報1130を用いて、予め設定された「接続候補」である分散制御装置502bに、ミリ波無線通信で接続する(S1510)。
Subsequently, the
続いて、中継装置503aのデータ中継部1015は、分散制御装置502aから受信したデータを、分散制御装置502bに送信(転送)する(S1511)。
Subsequently, the
好ましくは、中継装置503aの接続制御部1014は、データ中継部1015がデータの送信を完了した後、分散制御装置502bとの接続を切断し、再び分散制御装置502aにミリ波無線通信で接続する。
Preferably, the
ステップS1512において、分散制御装置502bは、例えば、図11(b)に示されるような装置情報1120を用いて、指定された転送先である分散制御装置502cにデータを転送する中継装置503bを特定し、データを送信する。
In step S1512, the distributed
続いて、中継装置503bの接続制御部1014は、データの受信が完了すると、分散制御装置502bとのミリ波無線通信の接続を切断する(S1513)。
Subsequently, when the reception of data is completed, the
続いて、中継装置503bの接続制御部1014は、例えば、図11(c)に示されるような接続情報1130を用いて、予め設定された「接続候補」である分散制御装置502cに、ミリ波無線通信で接続する(S1514)。
Subsequently, the
続いて、中継装置503bのデータ中継部1015は、分散制御装置502bから受信したデータを、分散制御装置502cに送信(転送)する(S1515)。
Subsequently, the
好ましくは、ステップS1511と同様に、中継装置503bの接続制御部1014は、データ中継部1015がデータの送信を完了した後、分散制御装置502cとの接続を切断し、再び分散制御装置502bにミリ波無線通信で接続する。
Preferably, similarly to step S1511, the
ステップS1516において、分散制御装置502cは、受信したデータを転送せずに、データに含まれる宛先情報に基づいて、所属装置504bにデータを送信する。
In step S1516, the distributed
(通信経路の計算処理(1))
図17は、第1の実施形態に係る通信経路の計算の例を示す第1の図である。当該計算は、図14のステップS1404における、集中制御装置501の通信経路決定部814が、送信元の所属装置504aを含むBSSから、宛先の所属装置504bを含むBSSまでの、BSS単位の通信経路を計算する処理に対応する。図17に示されるように、送信元の所属装置504aはBSS1に所属しており、宛先の所属装置504bはBSS9に所属している。なお、各BSS内の通信経路の制御は各BSS内の分散制御装置502が実施して、ネットワーク全体の経路制御、即ちBSS単位の経路の制御は集中制御装置501が実施する。すなわち、通信システム500は、経路制御及び通信経路の計算の負荷を分散させることで高速な経路制御を実施することができる。
(Communication path calculation process (1))
FIG. 17 is a first diagram illustrating an example of communication path calculation according to the first embodiment. In step S1404 in FIG. 14, the calculation is performed by the communication
以下、宛先の所属装置504bが1台の場合について、ミリ波無線通信経路の決定方法を説明する。第1の実施形態では、宛先端末までの通信経路の計算方法にグラフ理論のダイクストラ法を使用する。ダイクストラ法に適用する中継元のBSSから中継先のBSSへのリンクコスト値は、以下の3つの時間の和に基づいて算出される。
Hereinafter, a method for determining a millimeter-wave wireless communication path will be described in the case where the
第1の時間は、中継元のBSS内の分散制御装置502と中継装置503との間のLQ値及びMCS値等から算出されるデータ通信に要する転送時間である。第2の時間は、中継装置503と中継先のBSS内の分散制御装置502との間のLQ値及びMCS値等から算出されるデータ通信に要する転送時間である。第3の時間は、中継するための接続の確立に要する時間、すなわち、中継元のBSS内の分散制御装置502と中継装置503との接続の切断及び中継装置503と中継先のBSS内の分散制御装置との接続の確立に要する時間である。すなわち、第3の時間は、中継元のBSSと中継装置503との切断及び中継先のBSSと中継装置503との接続に要する時間である。
The first time is a transfer time required for data communication calculated from the LQ value, MCS value, and the like between the distributed
LQ値は無線通信品質を示し、MCS値はデータ転送時の変調方式と符号化方式を選択するためのもので、無線通信リンクの質と所望の伝送速度に基づいて設定される。すなわち、これらの値はスループットを表す指標として使用できる。LQ値、MCS値からスループット値に変換するテーブルを予め保持していてもよいし、又は以前にコンテンツデータ転送を行っている場合は、そのデータ転送時に測定したスループット値を使用して転送時間を計算してもよい。 The LQ value indicates wireless communication quality, and the MCS value is for selecting a modulation method and a coding method at the time of data transfer, and is set based on the quality of the wireless communication link and a desired transmission rate. That is, these values can be used as an index representing the throughput. A table for converting LQ values and MCS values to throughput values may be stored in advance, or if content data transfer has been performed previously, transfer time is determined using the throughput value measured at the time of data transfer. You may calculate.
集中制御装置501は、各BSSの分散制御装置502から収集した図11(a)に示されるようなネットワークセル情報1110及び図11(b)に示されるような装置情報1120等を使用して、リンクコスト値の計算と通信経路の決定をダイクストラ法に基づいて行う。
The
最初に送信元の所属装置504aが所属するBSS1において、中継可能なBSS2、3、5、6の中から、リンクコスト値が最小であるBSSを選択する。例えば、100Mバイトのデータを転送する場合、BSS1における各BSSのリンクコスト値は表1のようになる。
First, in the BSS1 to which the
次に、BSS2において、中継可能なBSS3、4、5、6の中からリンクコスト値が最小であるBSSを同様に選択する。
Next, in the BSS2, the BSS having the minimum link cost value is similarly selected from the
図18は、第1の実施形態に係る通信経路の計算の例を示す第2の図である。図18において、通信経路の計算の途中結果として、BSS1、BSS2、BSS5の順の通信経路におけるデータ転送所要時間の算出が完了している。 FIG. 18 is a second diagram illustrating an example of communication path calculation according to the first embodiment. In FIG. 18, the calculation of the data transfer required time in the communication paths in the order of BSS1, BSS2, and BSS5 is completed as a result of the calculation of the communication path.
ここで、BSS5は、BSS1からも中継することが可能であるため、BSS1から直接BSS5へ中継した場合と、BSS1、BSS2、BSS5の順の通信経路にて中継した場合とのデータ転送所要時間を比較する。BSS1から直接BSS5へ中継した場合のデータ転送所要時間は、表1に示されるように1.3sである。BSS1、BSS2、BSS5の順の通信経路にて中継した場合のデータ転送所要時間は、0.67s+0.7s=1.37sである。したがって、現時点でのBSS5への最短通信経路は、BSS1から直接BSS5への通信経路となり、データ転送所要時間は1.37sから1.3sへ更新される。
Here, since BSS5 can also be relayed from BSS1, the time required for data transfer between when relaying directly from BSS1 to BSS5 and when relaying in the order of BSS1, BSS2, and BSS5 is shown. Compare. As shown in Table 1, the time required for data transfer when relaying directly from BSS1 to BSS5 is 1.3 s. The time required for data transfer when relaying via the communication paths in the order of BSS1, BSS2, and BSS5 is 0.67s + 0.7s = 1.37s. Therefore, the shortest communication path to the
図19は、第1の実施形態に係る通信経路の計算の例を示す第3の図である。図19において、通信経路の計算の途中結果として、BSS1、BSS5の順の通信経路におけるデータ転送所要時間の算出が完了している。 FIG. 19 is a third diagram illustrating an example of communication path calculation according to the first embodiment. In FIG. 19, calculation of the time required for data transfer in the communication paths in the order of BSS1 and BSS5 is completed as a result of the calculation of the communication path.
図20は、第1の実施形態に係る通信経路の計算の例を示す第4の図である。図20において、上述のように、ダイクストラ法を適用して各BSSへのデータ転送所要時間を算出して、通信経路を求める。図20では、BSS8からBSS7へ通信経路が接続され、更にBSS7からBSS9へ通信経路が接続された最終計算結果を示している。 FIG. 20 is a fourth diagram illustrating an example of communication path calculation according to the first embodiment. In FIG. 20, as described above, the Dijkstra method is applied to calculate the time required for data transfer to each BSS, and the communication path is obtained. FIG. 20 shows a final calculation result in which a communication path is connected from BSS8 to BSS7 and further a communication path is connected from BSS7 to BSS9.
以上により、集中制御装置501の通信経路決定部814は、データ転送所要時間が最短となる通信経路の計算を完了し、当該通信経路は、BSS1、BSS5、BSS8、BSS7、BSS9の順となる。当該通信経路を構成する各分散制御装置502に中継元のBSSと中継先のBSSの情報を無線LANを使用して通知して、送信元の所属装置504aはミリ波無線通信によるデータのホッピング転送を開始する。
As described above, the communication
続いて、各BSS内では中継装置503から分散制御装置502にデータが送信され、分散制御装置502は受信したデータを通信経路上の次のBSSへの中継装置503に送信する。BSS9では、中継装置503から分散制御装置502にデータが送信され、分散制御装置502は受信したデータを宛先の所属装置504bに送信する。
Subsequently, in each BSS, data is transmitted from the
図21は、第1の実施形態に係る通信経路の計算の例を示す第5の図である。図21に示されるように、送信元の所属装置504aが所属するBSS1により近い通信経路を有する可能性があるBSS5に、宛先の所属装置504bが現在のBSS9から移動することが可能な場合がある。移動とは、所属装置504が所属するBSSの変更をいう。このような場合、移動先候補となるBSS5への通信経路の中継回数を現在所属しているBSS9への通信経路の中継回数と比較して、BSS5への通信経路の中継回数が少ない場合、宛先の所属装置504は、BSS9からBSS5へ所属が移動されてもよい。集中制御装置501は、転送先情報通知部815からBSS9の分散制御装置502へ、より少ない中継回数となるBSS5へ宛先の所属装置504bを所属させるよう通知して、BSS5への通信経路を計算する。また、集中制御装置501は、宛先の所属装置504bをBSS9からBSS5へ移動させるか否かを、BSS9へのデータ転送所要時間と、宛先の所属装置504bがBSS5への移動に要する時間とBSS5へのデータ転送所要時間との和を比較して決定してもよい。宛先の所属装置504bがBSS5への移動に要する時間とBSS5へのデータ転送所要時間との和が、BSS9へのデータ転送所要時間よりも少ない場合、集中制御装置501は、転送先情報通知部815からBSS9の分散制御装置502へ宛先の所属装置504bをBSS5に所属させるよう通知して、BSS5への通信経路を計算する。
FIG. 21 is a fifth diagram illustrating an example of communication path calculation according to the first embodiment. As shown in FIG. 21, the destination affiliated
なお、通信経路決定部814は、BSS内に中継装置503が存在しない場合、ミリ波無線通信とは異なる無線通信方式(例えば、無線LAN等)を用いて当該BSSにデータの中継を行う通信経路を決定してもよい。
Note that when there is no
上述のように、第1の実施形態に係る通信システム500は、集中制御装置501が適切に通信経路を決定することで、スター型のネットワーク構成で通信を行う所属装置504の間で高速なマルチホップ通信を行うことができる。
As described above, in the
[第2の実施形態]
次に、第2の実施形態について説明する。第2の実施形態では第1の実施形態と異なる点について説明する。したがって、特に言及されない点については、第1の実施形態と同様でもよい。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment will be described. In the second embodiment, differences from the first embodiment will be described. Therefore, the points not particularly mentioned may be the same as those in the first embodiment.
(通信経路の計算処理(2))
第2の実施形態では、宛先の通信装置が、送信元の通信装置以外の通信システム500に属するすべての通信装置である場合について、通信経路の作成方法を説明する。なお、第2の実施形態では特に示した場合を除き、通信システム500において、同時に同一の通信チャネルを用いた通信は複数行われないものとする。すなわち、ある時点において、一つの通信チャネルは一つのBSSにおいてのみ使用される。
(Communication path calculation process (2))
In the second embodiment, a method of creating a communication path will be described for a case where the destination communication device is all communication devices belonging to the
図22は、第2の実施形態に係る通信経路の計算の例を示す第1の図である。図22において、集中制御装置501の通信経路決定部814によるリンクコスト値算出の例を説明する。送信元の所属装置504aがBSS1に所属している場合、BSS1が中継できるBSSはBSS2とBSS3である。BSS1の使用チャネルは「1」、BSS2の使用チャネルは「2」、BSS3の使用チャネルは「3」であり、どちらのBSSも使用する通信チャネルがBSS1とは異なるため、リンクコスト値計算対象とする。一方、通信チャネルが同一のBSSは、送信元の所属装置504aが所属するBSSにおける所属装置504bへのデータ転送と並行してデータを中継することができないため、リンクコスト値計算対象外とする。
FIG. 22 is a first diagram illustrating an example of communication path calculation according to the second embodiment. In FIG. 22, an example of link cost value calculation by the communication
中継元のBSS及び中継先のBSS間のリンクコスト値は、中継先のBSSの所属装置数及び中継先のBSSと同一通信チャネルを使用する中継先のBSSから中継可能なBSSの所属装置数に基づいて計算する。ここで、所属装置数は、BSSに所属している所属装置504の数と中継装置503の数の和とする。中継先のBSSと同一通信チャネルを使用する中継先のBSSから中継可能なBSSの所属装置数をリンクコスト値に含める理由は、BSS間で同一通信チャネルを使用していれば、他の通信チャネルのBSSにて通信(例えば、BSS内の所属装置への転送)が行われていても、並行してBSS間の中継が可能となるからである。図22においてBSS2の所属装置数は6であり、BSS2と同一の通信チャネルを使用するBSS5が存在するので、BSS5の所属装置数4もリンクコスト値計算に含める。したがって、BSS1からBSS2へのリンクコスト値は、6+4=10と計算される。一方、BSS3の所属装置数は5であり、BSS3と同一の通信チャネルを使用する中継可能なBSSは存在しないため、BSS1からBSS3へのリンクコスト値は、5と計算される。
The link cost value between the relay source BSS and the relay destination BSS is the number of devices belonging to the relay destination BSS and the number of devices belonging to the BSS that can relay from the relay destination BSS that uses the same communication channel as the relay destination BSS. Calculate based on. Here, the number of affiliated devices is the sum of the number of
なお、既に中継済のBSSは、以降のリンクコスト値の計算には使用されない。また、データが同時に転送される各BSSで、同一の通信チャネルは使用されない。 Note that the already relayed BSS is not used for the subsequent calculation of the link cost value. Also, the same communication channel is not used in each BSS to which data is transferred simultaneously.
第2の実施形態では、集中制御装置501はリンクコスト値が大きい中継先のBSSを優先してデータを転送させる。リンクコスト値が大きいBSSには、多数の所属装置が所属しているため、BSS内の所属装置への転送に時間を要するからである。BSS1からBSS2へのリンクコスト値は10であり、BSS1からBSS3へのリンクコスト値は5であるため、BSS1からBSS2へのデータ送信が完了してから、BSS1からBSS3へのデータ送信が行われる。すなわち、BSS1内において、BSS2への中継装置503に最初にデータが転送され、次にBSS3への中継装置503にデータが転送される。
In the second embodiment, the
上記のリンクコスト値の計算は、BSSの所属装置数を使用しているが、第1の実施形態同様に、LQ値及びMCS値から求められるスループット値、又はデータ転送時に測定したスループット値等から算出されるデータ転送所要時間をリンクコスト値の計算に使用してもよい。この場合、集中制御装置501は、各BSSの分散制御装置502から収集した図11(a)に示されるようなネットワークセル情報1110及び図11(b)に示されるような装置情報1120等を使用して、データ転送所要時間を算出し、リンクコスト値とする。当該リンクコスト値については、集中制御装置501は、小さいリンクコスト値の中継先のBSSを優先して通信経路を計算する。
The calculation of the link cost value uses the number of devices belonging to the BSS. Similar to the first embodiment, the link cost value is calculated from the throughput value obtained from the LQ value and the MCS value, or the throughput value measured at the time of data transfer. The calculated data transfer time may be used for calculating the link cost value. In this case, the
図23は、第2の実施形態に係る通信経路の計算の例を示す第2の図である。図23に示されるように、送信元の所属装置504aは、BSS1に所属している。したがって、BSS1が中継可能なBSS2、BSS3、BSS5及びBSS6のリンクコスト値を図22の計算の例と同様に計算する。BSS1からBSS2へのリンクコスト値は、6(BSS2の所属装置数)+5(BSS7の所属装置数)=11となる。BSS1からBSS3へのリンクコスト値は、4(BSS3の所属装置数)+6(BSS5の所属装置数)=10となる。BSS1からBSS5へのリンクコスト値は、6(BSS5の所属装置数)+4(BSS3の所属装置数)=10となる。BSS6は、通信チャネルが「1」であり、BSS1と同一であるため、リンクコスト値の計算対象外となる。BSS2のリンクコスト値11が最大であるため、最初にBSS1からBSS2への転送が行われる。次の転送の対象となるBSS3とBSS5は、BSS1からのリンクコスト値が同一となる。この場合、集中制御装置501は、LQ値及びMCS値から求められるスループット値、又は以前のデータ転送時に測定したスループット値等から算出されるデータ転送所要時間を参照して、データ転送所要時間が少ないBSSを優先してデータを転送させる。
FIG. 23 is a second diagram illustrating an example of communication path calculation according to the second embodiment. As shown in FIG. 23, the transmission
図24は、第2の実施形態に係る通信経路の計算の例を示す第3の図である。最初にBSS1からBSS2へデータ送信が行われ、次にBSS1からBSS5へデータ送信が行われる。すなわち、BSS3よりBSS5が、データ転送所要時間が少ないと判定されている。 FIG. 24 is a third diagram illustrating an example of communication path calculation according to the second embodiment. First, data transmission is performed from BSS1 to BSS2, and then data transmission is performed from BSS1 to BSS5. That is, it is determined that BSS5 has less time required for data transfer than BSS3.
以下、BSS内のデータ転送に関して説明する。送信元の所属装置504aが所属するBSS1では、最初にBSS2への中継装置503にデータ送信が行われて、次にBSS5への中継装置503にデータ送信が行われる。その後、当該中継装置503以外の所属装置504へデータが順に送信される。当該中継装置503以外の所属装置504へのデータの送信順は、任意である。BSS2及びBSS5では、中継装置503から分散制御装置502がデータを受信すると、BSS内の所属装置504へデータが順に送信される。
Hereinafter, data transfer in the BSS will be described. In the BSS1 to which the transmission
続いて、BSS1、BSS2及びBSS5では、BSSに所属する全ての所属装置504へのデータ転送が完了すると、当該BSSの分散制御装置502は、集中制御装置501に対して、当該BSS内のデータ転送が完了したメッセージを無線LANにより通知する。集中制御装置501は、当該メッセージを受信すると、中継元のBSSが次に中継するBSSを選択する。例えば、BSS1内のデータ転送が最初に完了した場合、データ転送が完了したBSSと同一でない通信チャネルは、他BSS内のデータ転送に使用されているため、BSS1が中継可能なBSSで同一の通信チャネルを使用するBSSの中からリンクコスト値が最大であるBSSを選択する。図24の例の場合、中継可能なBSSは、BSS3及びBSS6であるが、同一の通信チャネル「1」を使用するBSSはBSS6のみであるため、BSS6が中継先BSSとして選択される。集中制御装置501は、中継先BSSがBSS6であることをBSS1の分散制御装置502へ通知する。当該通知を受信したBSS1の分散制御装置502は、BSS6との中継装置503に、BSS6の分散制御装置502へデータの転送を行うよう指示する。
Subsequently, in the BSS1, BSS2, and BSS5, when the data transfer to all the belonging
続いて、上記と同様に、BSS2又はBSS5において、BSS内のデータ転送が完了した場合、集中制御装置501は、中継先BSSを選択する。すなわち、BSS2の中継先BSSとしてBSS7が選択され、BSS5の中継先BSSとしてBSS3が選択される。
Subsequently, as described above, when the data transfer in the BSS is completed in the
更に、上記と同様に、BSS6内でデータ転送が完了した場合、集中制御装置501は、中継先BSSとしてBSS4を選択する。また、BSS7内でデータ転送が完了した場合、集中制御装置501は、中継先BSSとしてBSS8を選択する。なお、BSS4は、分散制御装置502のみのBSSであり、所属装置504が所属していないため、BSS4にデータ転送しても次のBSSに中継することができない。したがって、通信経路の計算において、通信経路決定部814は、BSS4を通信経路において最終のセルにしてもよい。
Further, as described above, when the data transfer is completed in the
図25は、第2の実施形態に係る通信経路の計算の例を示す第4の図である。図25に示されるように、上述の通信経路の計算によるBSSの転送順の最終結果は、第1がBSS1からBSS2、第2がBSS1からBSS5、第3がBSS1からBSS6、第4がBSS2からBSS7、第5がBSS5からBSS3、第6がBSS6からBSS4、第7がBSS7からBSS8となる。当該最終結果によれば、各BSSがデータ転送に使用する通信チャネルが均等に割り振られるため、通信システム500全体のスループットが向上する。
FIG. 25 is a fourth diagram illustrating an example of communication path calculation according to the second embodiment. As shown in FIG. 25, the final result of the BSS transfer order by the above-described communication path calculation is as follows: first is BSS1 to BSS2, second is BSS1 to BSS5, third is BSS1 to BSS6, and fourth is BSS2. BSS7, fifth is BSS5 to BSS3, sixth is BSS6 to BSS4, and seventh is BSS7 to BSS8. According to the final result, since the communication channels used by each BSS for data transfer are evenly allocated, the overall throughput of the
上述の通信経路の計算方法を使用した場合の通信システム500全体の転送時間を算出した結果が表3である。
Table 3 shows the result of calculating the transfer time of the
1)図23に示されたネットワークトポロジーを使用する。2)各ミリ波通信の1対1通信のTCP通信速度を1.2Gbpsとし、100Mバイトのファイルの転送を行うものとして、当該1対1通信の完了には670ms要するものとする。3)集中制御装置501と各分散制御装置502との無線LAN通信時間及び集中制御装置501での通信経路計算時間は考慮しない。4)中継装置503は、中継元のBSSとの切断及び中継先のBSSとの接続には30msを要する。5)初期状態として、BSS1の分散制御装置502が、転送するデータを保持している。
1) Use the network topology shown in FIG. 2) Assuming that the TCP communication speed of one-to-one communication of each millimeter wave communication is 1.2 Gbps and transferring a 100-Mbyte file, it takes 670 ms to complete the one-to-one communication. 3) The wireless LAN communication time between the
以下、表3の数値に関して説明する。「オフセット時間」は、当該BSSの分散制御装置502にデータが転送完了するまでに要する時間である。「完了時間」は、当該BSSの分散制御装置502及び所属装置504すべてにデータが転送完了するまでの時間である。
Hereinafter, the numerical values in Table 3 will be described. The “offset time” is the time required for completing the transfer of data to the distributed
「転送順番」が「1」のBSS1に関して、BSS1の分散制御装置502がデータを保持しているため、「オフセット時間」は0msである。「完了時間」は、所属装置504に対して7回の1対1通信が必要なため、670ms×7=4690msとなる。
Regarding the BSS1 whose “transfer order” is “1”, since the distributed
「転送順番」が「2」のBSS2に関して、「オフセット時間」は、BSS1との中継装置503に対するデータ転送は1台目に行われるため、当該データ転送が完了する時間は転送開始から670ms後であり、更に中継装置503がBSS2の分散制御装置502への転送に30ms+670ms=700msを要するため、1370msとなる。「完了時間」は、「オフセット時間」に加えて、所属装置504に対して6回の1対1通信が必要なため、1370ms+670ms×6=5390msとなる。
With respect to BSS2 whose “transfer order” is “2”, since the “offset time” is the first data transfer to the
「転送順番」が「3」のBSS5に関して、「オフセット時間」は、BSS1との中継装置503に対するデータ転送は転送開始から2台目に行われるため、670ms×2=1340ms後であり、更に中継装置503がBSS5の分散制御装置502への転送に30ms+670ms=700msを要するため、2040msとなる。「完了時間」は、「オフセット時間」に加えて、所属装置504に対して6回の1対1通信が必要なため、2040ms+670ms×6=6060msとなる。
For BSS5 with “3” as the “transfer order”, the “offset time” is 670 ms × 2 = 1340 ms later because data transfer to the
「転送順番」が「4」のBSS6に関して、「オフセット時間」は、BSS1におけるデータ転送が完了してから、更に中継装置503がBSS6の分散制御装置502への転送に30ms+670ms=700msを要するため、4690ms+700ms=5390msとなる。「完了時間」は、「オフセット時間」に加えて、所属装置504に対して3回の1対1通信が必要なため、5390ms+670ms×3=7400msとなる。
Regarding the
「転送順番」が「5」のBSS7に関して、「オフセット時間」は、BSS2におけるデータ転送が完了してから、更に中継装置503がBSS7の分散制御装置502への転送に30ms+670ms=700msを要するため、5390ms+700ms=6090msとなる。「完了時間」は、「オフセット時間」に加えて、所属装置504に対して5回の1対1通信が必要なため、6090ms+670ms×5=9440msとなる。
Regarding the
「転送順番」が「6」のBSS3に関して、「オフセット時間」は、BSS5におけるデータ転送が完了してから、更に中継装置503がBSS3の分散制御装置502への転送に30ms+670ms=700msを要するため、6060ms+700ms=6760msとなる。「完了時間」は、「オフセット時間」に加えて、所属装置504に対して4回の1対1通信が必要なため、6090ms+670ms×4=9440msとなる。
Regarding the BSS3 whose “transfer order” is “6”, since the “offset time” is 30 ms + 670 ms = 700 ms for the
「転送順番」が「7」のBSS4に関して、「オフセット時間」は、BSS6におけるデータ転送が完了してから、更に中継装置503がBSS4の分散制御装置502への転送に30ms+670ms=700msを要するため、7400ms+700ms=8100msとなる。「完了時間」は、所属装置504が存在しないため、「オフセット時間」と同一の8100msとなる。
Regarding the BSS4 whose “transfer order” is “7”, the “offset time” is 30 ms + 670 ms = 700 ms for the
「転送順番」が「8」のBSS8に関して、「オフセット時間」は、BSS7におけるデータ転送が完了してから、更に中継装置503がBSS8の分散制御装置502への転送に30ms+670ms=700msを要するため、9440ms+700ms=10170msとなる。「完了時間」は、「オフセット時間」に加えて、所属装置504に対して2回の1対1通信が必要なため、10170ms+670ms×2=11510msとなる。
Regarding the BSS 8 whose “transfer order” is “8”, since the “offset time” is 30 ms + 670 ms = 700 ms for the
上述のように、表3の例では、通信システム500は、40台の全通信装置に100Mバイトのファイルを約11.5秒で送信完了する。
As described above, in the example of Table 3, the
以上の説明では、BSS間の電波干渉を回避するため、同時に転送するミリ波無線通信装置は、同一の通信チャネルを使用しない。しかしながら、例えば、BSS間の距離が離れていて干渉の影響が小さい場合等、BSS間の電波干渉を回避できる場合、通信チャネル数より多いBSSで同時にミリ波通信を行うことも可能である。この場合のリンクコスト値は、以下のように算出されてもよい。 In the above description, in order to avoid radio wave interference between the BSSs, the millimeter-wave wireless communication devices that transfer simultaneously do not use the same communication channel. However, for example, when radio wave interference between BSSs can be avoided, for example, when the distance between the BSSs is long and the influence of interference is small, it is also possible to perform millimeter wave communication simultaneously with BSSs that have more communication channels. The link cost value in this case may be calculated as follows.
中継元のBSS及び中継先のBSS間のリンクコスト値は、中継先のBSSの所属装置数とする。更に、中継先のBSS内が中継装置を有する場合、当該中継装置が中継するBSSのうち、最も所属装置数が多いBSSを選択して、当該所属装置数を加算する。中継済のBSSは、以降のリンクコスト値の計算には使用されない。集中制御装置501は、リンクコスト値が大きい中継先のBSSを優先してデータを転送させる。
The link cost value between the relay source BSS and the relay destination BSS is the number of devices to which the relay destination BSS belongs. Further, when the relay destination BSS has a relay device, the BSS with the largest number of affiliated devices is selected from the BSSs relayed by the relay device, and the number of affiliated devices is added. The relayed BSS is not used for the subsequent calculation of the link cost value. The
なお、第1の実施形態同様に、LQ値及びMCS値から求められるスループット値、又は以前のデータ転送時に測定したスループット値等から算出されるデータ転送所要時間をリンクコスト値の計算に使用してもよい。例えば、集中制御装置501は、中継先のBSSの所属装置504と分散制御装置502の間の全スループット値から、当該BSSに関してデータ転送に要する時間を計算し、更に、当該BSSの中継先のBSSに関しても同様にデータ転送に要する時間計算を行い、当該BSSに関してデータ転送に要する時間と加算する。集中制御装置501は、得られた合計のデータ転送に要する時間が多い中継先のBSSを優先して中継してもよい。また、得られた合計のデータ転送に要する時間が少ない中継先のBSSが優先されて中継されてもよい。
As in the first embodiment, the throughput value obtained from the LQ value and the MCS value, or the data transfer required time calculated from the throughput value measured at the time of previous data transfer, is used for calculating the link cost value. Also good. For example, the
図26は、第2の実施形態に係る通信経路の計算の例を示す第5の図である。図26では、BSS間の電波干渉が少ない場合のミリ波通信経路が示されている。各BSSでは、中継装置503へのデータ転送が、所属装置504へのデータ転送よりも優先される。全中継装置503へのデータ転送が完了した後、各BSS内の所属装置504へのデータ転送が開始される。また、BSSの中継先については、同一のBSSに複数回データが転送されることがないよう、集中制御装置501が、データ転送前に計算した通信経路に基づいて、各BSSの分散制御装置502へ無線LANを介して通知する。
FIG. 26 is a fifth diagram illustrating an example of communication path calculation according to the second embodiment. FIG. 26 shows a millimeter wave communication path when there is little radio wave interference between BSSs. In each BSS, the data transfer to the
図26において、BSS1からデータ転送が開始されるため、集中制御装置501は、BSS1から中継可能な各BSSへのリンクコスト値を最初に算出する。BSS1からBSS2へのリンクコスト値は、BSS2の所属装置数6とBSS5の所属装置数6との和から12となる。BSS1からBSS3へのリンクコスト値は、BSS3の所属装置数4とBSS2の所属装置数6との和から10となる。BSS1からBSS5へのリンクコスト値は、BSS5の所属装置数6とBSS2の所属装置数6との和から12となる。BSS1からBSS6へのリンクコスト値は、BSS6の所属装置数3とBSS2又はBSS5の所属装置数6との和から9となる。したがって、BSS1からの中継先のBSSには、BSS2又はBSS5が選択されるが、予め定められたBSSの優先順又はスループット値等に基づいてBSS2が選択される(図26の1)。
In FIG. 26, since the data transfer is started from the BSS1, the
続いて、集中制御装置501は、BSS1及びBSS2を除いて、中継先候補となるBSSへのリンクコスト値を計算する。BSS1からBSS5へのリンクコスト値は、BSS5の所属装置数6とBSS7の所属装置数5との和から11となる。BSS1からBSS6へのリンクコスト値は、BSS6の所属装置数3とBSS5の所属装置数6との和から9となる。BSS1からBSS3へのリンクコスト値は、BSS3の所属装置数4とBSS7の所属装置数5との和から9となる。したがって、BSS1からの中継先のBSSには、BSS5(図26の2A)が選択される。
Subsequently, the
次に、集中制御装置501は、BSS2からの中継先候補となるBSSへのリンクコスト値を計算する。当該計算には、BSS1、BSS2及びBSS5は、使用されない。BSS2からBSS3へのリンクコスト値は、BSS3の所属装置数4とBSS7の所属装置数5との和から9となる。BSS2からBSS4へのリンクコスト値は、BSS4の所属装置数0とBSS3の所属装置数4との和から4となる。BSS2からBSS6へのリンクコスト値は、BSS6の所属装置数3とBSS7の所属装置数5との和から8となる。BSS2からBSS7へのリンクコスト値は、BSS7の所属装置数5とBSS3の所属装置数4との和から9となる。したがって、BSS2からの中継先のBSSには、BSS3又はBSS7が選択されるが、予め定められたBSSの優先順又はスループット値等に基づいてBSS7が選択される(図26の2B)。
Next, the
続いて、集中制御装置501は、BSS1、BSS2、BSS5及びBSS7を除いて、BSS1からの中継先候補となるBSSへのリンクコスト値を計算する。BSS1からBSS3へのリンクコスト値は、BSS3の所属装置数4とBSS4の所属装置数0との和から4となる。BSS1からBSS6へのリンクコスト値は、BSS6の所属装置数3とBSS8の所属装置数2との和から5となる。したがって、BSS1からの中継先のBSSには、BSS6が選択される(図26の3A)。
Subsequently, the
次に、集中制御装置501は、BSS2からの中継先候補となるBSSへのリンクコスト値を計算する。当該計算には、BSS1、BSS2、BSS5、BSS6、BSS7は、使用されない。BSS2からBSS3へのリンクコスト値は、BSS3の所属装置数4とBSS4の所属装置数0との和から4となる。BSS2からBSS4へのリンクコスト値は、BSS4の所属装置数0とBSS3の所属装置数4との和から4となる。したがって、BSS2からの中継先のBSSには、BSS3又はBSS4が選択されるが、予め定められたBSSの優先順又はスループット値等に基づいてBSS4が選択される(図26の3B)。
Next, the
次に、集中制御装置501は、BSS5からの中継先候補となるBSSへのリンクコスト値を計算する。当該計算には、BSS1、BSS2、BSS4、BSS5、BSS6及びBSS7は、使用されない。BSS5からBSS3へのリンクコスト値は、BSS3の所属装置数4となる。BSS5からBSS8へのリンクコスト値は、BSS8の所属装置数2となる。したがって、BSS5からの中継先のBSSには、BSS3が選択される(図26の3C)とする。
Next, the
次に、集中制御装置501は、BSS7からの中継先候補となるBSSへのリンクコスト値を計算する。当該計算には、BSS1、BSS2、BSS3、BSS4、BSS5、BSS6、BSS7は、使用されない。したがって、BSS7からの中継先候補はBSS8のみであるため、BSS8が選択される(図26の3D)。
Next, the
以上により、BSS1〜BSS8の各分散制御装置502にデータが転送される通信経路が計算される。
As described above, a communication path through which data is transferred to each of the distributed
上述のように、第2の実施形態に係る通信システム500は、集中制御装置501が適切に通信経路を決定することで、スター型のネットワーク構成で通信を行う多数の通信装置700に対する通信において、高速なマルチホップ通信を行うことができる。
As described above, the
なお、第1及び第2の実施形態において、BSSは、セルの一例である。 In the first and second embodiments, the BSS is an example of a cell.
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は斯かる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 As mentioned above, although the Example of this invention was explained in full detail, this invention is not limited to such specific embodiment, In the range of the summary of this invention described in the claim, various deformation | transformation・ Change is possible.
500 通信システム(通信制御システム)
501 集中制御装置(通信制御装置)
502 分散制御装置(第1の分散制御装置、第2の分散制御装置)
503 中継装置
504 所属装置(端末装置、送信元端末装置、宛先端末装置)
700 通信装置
706 ミリ波無線通信部
705 無線LAN通信部
812 ネットワークセル情報取得部
814 通信経路決定部(決定部)
815 転送先情報通知部(通知部)
823 装置情報取得部
825 中継装置選択部
826 中継装置設定部
828 データ転送部
912 ネットワークセル情報通知部
914 装置機能制御部
500 Communication system (communication control system)
501 Central control device (communication control device)
502 distributed control device (first distributed control device, second distributed control device)
503
700
815 Forwarding destination information notification unit (notification unit)
823 Device
Claims (11)
送信元端末装置から前記送信元端末装置が所属するセルとは異なるセルに所属する宛先端末装置へデータを送信する場合に、経由するセルを特定し、通信経路を決定する決定部を有し、
前記決定部は、前記通信経路を構成する候補となる中継先のセルごとに、中継元のセルを制御する第1の分散制御装置と前記第1の分散制御装置に接続される中継装置との間のデータ転送に要する第1の時間と、中継先のセルを制御する第2の分散制御装置と前記第2の分散制御装置に接続される前記中継装置との間のデータ転送に要する第2の時間と、前記中継装置が前記中継元のセルとの接続の切断及び前記中継先のセルとの接続の確立に要する第3の時間とを算出し、前記第1の時間、前記第2の時間及び前記第3の時間に基づいて、前記通信経路に前記中継先のセルを含めるか否かを決定することを特徴とする通信制御装置。 A plurality of distributed control devices used in a communication control system including a relay device that relays communication between cells to which a plurality of terminal devices can belong, and a distributed control device that is connected to the relay device and controls the cells. A communication control device for controlling
When transmitting data from a transmission source terminal device to a destination terminal device belonging to a cell different from the cell to which the transmission source terminal device belongs, a cell to be routed is specified, and a determination unit that determines a communication path is included.
The determination unit includes, for each relay destination cell that is a candidate for configuring the communication path, a first distributed control device that controls a relay source cell and a relay device connected to the first distributed control device. A first time required for data transfer between the second distribution control device and a second time required for data transfer between the second distributed control device that controls the relay destination cell and the relay device connected to the second distributed control device. And a third time required for the relay device to disconnect from the relay source cell and establish a connection with the relay destination cell, and calculate the first time, the second time, A communication control apparatus that determines whether or not to include the relay destination cell in the communication path based on time and the third time.
前記通信経路を構成する候補となる中継先のセルごとに、中継先のセルに所属する端末装置及び中継装置の数である第1の所属装置数と、前記中継先のセルから中継可能かつ前記中継先のセルと同一の通信チャネルを使用するセルのうち所属する端末装置及び中継装置の数が最も大きいセルの端末装置及び中継装置の数である第2の所属装置数とを算出し、前記第1の所属装置数及び前記第2の所属装置数に基づいて、前記通信経路に前記中継先のセルを含めるか否かを決定することを特徴とする請求項1記載の通信制御装置。 The determination unit, when transmitting data from a transmission source terminal device to all terminal devices other than the transmission source terminal device included in the communication control system, determines a communication path by specifying a cell to be passed through,
For each relay destination cell that is a candidate for configuring the communication path, the number of terminal devices and the number of relay devices belonging to the relay destination cell, the first belonging device number, relayable from the relay destination cell, and Calculating a second belonging device number that is the number of terminal devices and relay devices of the cell having the largest number of terminal devices and relay devices belonging to the cell using the same communication channel as the relay destination cell; 2. The communication control apparatus according to claim 1, wherein whether to include the relay destination cell in the communication path is determined based on the first number of belonging apparatuses and the second number of belonging apparatuses.
前記端末装置は、前記分散制御装置と接続し、
前記中継装置は、複数の前記端末装置が所属可能なセル間の通信を中継し、
前記分散制御装置は、前記セルを制御し、前記中継装置と接続し、
前記通信制御装置は、
送信元端末装置から前記送信元端末装置が所属するセルとは異なるセルに所属する宛先端末装置へデータを送信する場合に、経由するセルを特定し、通信経路を決定する決定部を有し、
前記決定部は、前記通信経路を構成する候補となる中継先のセルごとに、中継元のセルを制御する第1の分散制御装置と前記第1の分散制御装置に接続される中継装置との間のデータ転送に要する第1の時間と、中継先のセルを制御する第2の分散制御装置と前記第2の分散制御装置に接続される前記中継装置との間のデータ転送に要する第2の時間と、前記中継装置が前記中継元のセルとの接続の切断及び前記中継先のセルとの接続の確立に要する第3の時間とを算出し、前記第1の時間、前記第2の時間及び前記第3の時間に基づいて、前記通信経路に前記中継先のセルを含めるか否かを決定することを特徴とする通信制御システム。 A communication control system including a plurality of terminal devices, a plurality of relay devices, a plurality of distributed control devices, and a communication control device that controls the plurality of distributed control devices,
The terminal device is connected to the distributed control device;
The relay device relays communication between cells to which a plurality of the terminal devices can belong,
The distributed control device controls the cell, connects to the relay device,
The communication control device includes:
When transmitting data from a transmission source terminal device to a destination terminal device belonging to a cell different from the cell to which the transmission source terminal device belongs, a cell to be routed is specified, and a determination unit that determines a communication path is included.
The determination unit includes, for each relay destination cell that is a candidate for configuring the communication path, a first distributed control device that controls a relay source cell and a relay device connected to the first distributed control device. A first time required for data transfer between the second distribution control device and a second time required for data transfer between the second distributed control device that controls the relay destination cell and the relay device connected to the second distributed control device. And a third time required for the relay device to disconnect from the relay source cell and establish a connection with the relay destination cell, and calculate the first time, the second time, A communication control system that determines whether or not to include the relay destination cell in the communication path based on time and the third time.
送信元端末装置から前記送信元端末装置が所属するセルとは異なるセルに所属する宛先端末装置へデータを送信する場合に、経由するセルを特定し、通信経路を決定し、
前記決定において、前記通信経路を構成する候補となる中継先のセルごとに、中継元のセルを制御する第1の分散制御装置と前記第1の分散制御装置に接続される中継装置との間のデータ転送に要する第1の時間と、中継先のセルを制御する第2の分散制御装置と前記第2の分散制御装置に接続される前記中継装置との間のデータ転送に要する第2の時間と、前記中継装置が前記中継元のセルとの接続の切断及び前記中継先のセルとの接続の確立に要する第3の時間とを算出し、前記第1の時間、前記第2の時間及び前記第3の時間に基づいて、前記通信経路に前記中継先のセルを含めるか否かを決定することを特徴とする通信制御方法。 A plurality of distributed control devices used in a communication control system including a relay device that relays communication between cells to which a plurality of terminal devices can belong, and a distributed control device that is connected to the relay device and controls the cells. A communication control method executed by a communication control device for controlling
When transmitting data from a transmission source terminal device to a destination terminal device belonging to a cell different from the cell to which the transmission source terminal device belongs, a cell to be routed is identified, a communication path is determined,
In the determination, for each relay destination cell that is a candidate for configuring the communication path, between the first distributed control device that controls the relay source cell and the relay device connected to the first distributed control device. The first time required for data transfer of the second and the second time required for data transfer between the second distributed control device that controls the relay destination cell and the relay device connected to the second distributed control device Calculating a time and a third time required for the relay device to disconnect from the relay source cell and to establish a connection with the relay destination cell; and the first time and the second time And determining whether to include the relay destination cell in the communication path based on the third time.
送信元端末装置から前記送信元端末装置が所属するセルとは異なるセルに所属する宛先端末装置へデータを送信する場合に、経由するセルを特定し、通信経路を決定する決定手順を実行させ、
前記決定手順は、前記通信経路を構成する候補となる中継先のセルごとに、中継元のセルを制御する第1の分散制御装置と前記第1の分散制御装置に接続される中継装置との間のデータ転送に要する第1の時間と、中継先のセルを制御する第2の分散制御装置と前記第2の分散制御装置に接続される前記中継装置との間のデータ転送に要する第2の時間と、前記中継装置が前記中継元のセルとの接続の切断及び前記中継先のセルとの接続の確立に要する第3の時間とを算出し、前記第1の時間、前記第2の時間及び前記第3の時間に基づいて、前記通信経路に前記中継先のセルを含めるか否かを決定することを特徴とするプログラム。 A plurality of distributed control devices used in a communication control system including a relay device that relays communication between cells to which a plurality of terminal devices can belong, and a distributed control device that is connected to the relay device and controls the cells. To the communication control device that controls
When transmitting data from a transmission source terminal device to a destination terminal device belonging to a cell different from the cell to which the transmission source terminal device belongs, a cell to be routed is identified, and a determination procedure for determining a communication path is executed.
The determination procedure includes: a first distributed control device that controls a relay source cell and a relay device connected to the first distributed control device for each relay destination cell that is a candidate for configuring the communication path; A first time required for data transfer between the second distribution control device and a second time required for data transfer between the second distributed control device that controls the relay destination cell and the relay device connected to the second distributed control device. And a third time required for the relay device to disconnect from the relay source cell and establish a connection with the relay destination cell, and calculate the first time, the second time, A program for determining whether or not to include the relay destination cell in the communication path based on time and the third time.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2017021370A JP2018129671A (en) | 2017-02-08 | 2017-02-08 | Communication control device, communication control system, communication control method, and program |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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JP2017021370A Pending JP2018129671A (en) | 2017-02-08 | 2017-02-08 | Communication control device, communication control system, communication control method, and program |
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- 2017-02-08 JP JP2017021370A patent/JP2018129671A/en active Pending
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