JP3004243B2 - 無線パケットアクセス方法 - Google Patents
無線パケットアクセス方法Info
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- Small-Scale Networks (AREA)
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Description
における非衝突領域の設定タイミングに係わる技術に関
する。
02.11(参考文献:P802.11,"Wireless LAN medium
access control(MAC) and physical layer(PHY) speci
fications",Jan 1997,Draft Standard,IEEE802.11.)で
は,無線アクセス局と端末間の無線アクセスプロトコル
が規定されている。ここでは、CSMA/CA(Carrie
r Sense Multiple Access with Collision Avoidance)
による衝突型のランダムアクセスの他に、オプション機
能としてPCF(Point Coordination Function)が規
定されている。これは,無線アクセス局が端末局との通
信に使用している無線チャネル上にCFP(Contention
Free Period)を周期的に設定し、CFP内ではポーリ
ングにより非衝突型のアクセスを行う機能である。
/CAでは信号を送信する場合に、予め定められた期間
(以下、遅延1)チャネルが空き状態であることが要求
されるが,CFP内では信号間の間隔が上記遅延1より
も短い時間(以下、遅延2)でやり取りされるため、一
旦CFPが設定されるとランダムアクセスの信号は割り
込むことができず、CFP内の送信を優先することがで
きる。
号と同様にランダムアクセスによって行われるために衝
突が発生する可能性があるが、設定に要求される待ち時
間は遅延1より短い時間(但し、遅延2より大)である
ため、一般のデータよりも優先して設定することが可能
となる。
である。ここでは、3つの無線アクセス局#1〜#3が
共用チャネル上でそれぞれ独自のタイミングでCFP1
〜3を設定している様子を示している。各CFP1〜3
内では、周囲の無線アクセス局#1〜#3に対してポー
リング信号を送信してデータを受け取っており、本図に
おいては破線矢印がポーリング信号の対象局を指し示し
ている。例えばCFP2では、無線アクセス局#1及び
無線アクセス局#3に対してポーリングを行ない、これ
に応じて各無線アクセス局から優先パケットが送信され
ている。また、優先パケット以外の通常パケットは、各
CFP1〜3以外の期間で送信されている。ここで、無
線アクセス局#2,#3のそれぞれのCFP設定タイミ
ング2,3は互いに時問的に近い位置にあるため、CF
P3はCFP2が終了するまで設定ができず、CFP設
定遅延が生じている。
用チャンネル上で各無線局が自立分散的にリソースを確
保する技術として、PHS等で採用されているTDMA
ダイナミックチャンネル割当技術がある。ある無線チャ
ネルを複数の無線機で共用して通信を行う場合、同時に
チャネルを使用すると干渉により信号が破壊されること
から、複数局で同時に信号を送信しないように制御する
必要がある。これには、予め各局に計画的に周波数を割
り当てておく固定チャネル割当方法と、各局が自律的に
共用チャネルの使用状況を調べ、使用されていないチャ
ネルを選択するダイナミックチャネル割当方法とがあ
る。
では、無線チャネルをフレームに分割し、フレーム内を
更に複数のスロットに分割し、1スロットを1つの通信
チャネルとして使用している。このようなTDMAにお
けるダイナミックチャネル割当では、スロット単位で無
線チャネル上のキャリアの検出を行い、キャリアが検出
されなかったスロットを通信に割り当てる。
は、一般に音声パケットのように遅延時間に制限のある
パケットを転送するのに用いられる。しかし、CFP同
士が共用チャネル上で重なった場合は、他方のCFPが
終了した後に自局のCFPの設定を行うことになり、C
FPの設定に遅延が生じてしまう。この結果、遅延の制
限時間を超えて廃棄されてしまうパケットが増大するこ
とが予想される。上記IEEE802.11では、CF
Pの設定とランダムアクセスによる信号の衝突を避ける
方法が提示されているが、ここで問題にしているような
CFP同士の衝突を避ける方法については規定されてい
ない。ところで、CFPは、各局が周期的に設定するも
のであり、これはTDMAにおけるスロットチャネルの
概念と類似している。上記TDMAチャンネルでは、す
べての無線局がスロット単位でチャネルを使用するた
め,無線局間でクロック同期が確立されている場合は、
スロット単位でチャネルの空き状態を確認することによ
って当該スロットを定常的に確保することが可能とな
る。
ようにチャネルがスロット化されておらず、任意のタイ
ミングでパケットが送信されるのが一般的である。その
ため、あるタイミングでチャネルの空き状態が確認でき
た場合でも継続的にそのタイミングを確保することは不
可能であり、上記TDMAダイナミックチャンネル割当
技を適用することはできない。また、CFP内ではキャ
リアの検出を行わないため、CFP設定のタイミングが
重なってしまった場合は衝突が継続的に繰り返される恐
れがある。
たもので、無線チャネルが複数の無線局によって共用さ
れている場合に、CFPのような非衝突領域の重なりを
少なくし、各局間で効率よく非衝突領域を設定すること
が可能な無線パケットアクセス方法の提供を目的として
いる。
に、本発明では、第1の手段として、共用チャネル上に
おいて占有して使用できる時間領域(非衝突領域)を他
の無線局と競合しつつ周期的に設定して双方向の無線パ
ケット通信を行う複数の無線局による無線パケット通信
のアクセス方法において、各無線局は、前記非衝突領域
を設定する周期をさらにn個(n=2,3,……)に分
割し、該分割された周期毎に共用チャネルの使用状況を
予め定められた時間測定し、各々の測定点で共用チャネ
ルが使用中であった割合を集計し、該集計された割合が
予め定められたしきい値を下回った測定点を起点として
前記非衝突領域を設定するという手段を採用する。
において占有して使用できる時間領域(非衝突領域)を
他の無線局と競合しつつ周期的に設定して双方向の無線
パケット通信を行う複数の無線局による無線パケット通
信のアクセス方法において、各無線局は、前記非衝突領
域を設定する周期をさらにn個(n=1,2,……)に
分割し、該分割された周期毎に共用チャネルの使用状況
を予め定められて時間測定し、各々の測定点で共用チャ
ネルが使用中であった割合を集計し、該集計された割合
が最も小さくなる測定点を起点として前記非衝突領域を
設定するという手段を採用する。
手段において、起点として選択し得る測定点が連続して
複数存在する場合には、先頭の測定点を前記非衝突領域
の設定の起点とするという手段を採用する。
手段において、起点として選択し得る測定点が連続する
領域(設定可能領域)が複数存在する場合には、最も長
い設定可能領域を選択し、該選択された設定可能領域の
先頭の測定点を前記非衝突領域の設定の起点とするとい
う手段を採用する。
て、起点として選択し得る測定点が複数存在する場合に
は、集計された割合が最も小さい測定点を起点として前
記非衝突領域を設定するという手段を採用する。
かの手段において、起点として選択し得る測定点が存在
しない場合には、測定点をランダムな時間ずらして再度
測定を行うという手段を採用する。
かの手段において、予め定められた時間毎に自局の非衝
突領域の設定を中止して共用チャネルの使用状況を測定
し、自局が非衝突領域の設定を行っているタイミングに
おいて他局の信号を受信したときには、自局の非衝突領
域の起点を設定し直すという手段を採用する。
上において、占有して使用できる時間領域(非衝突領
域)を他の無線局と競合しつつ周期的に設定して双方向
の無線パケット通信を行い、かつ非衝突領域の設定時に
おいて設定を通知する信号(設定信号)を報知する複数
の無線局による無線パケット通信のアクセス方法におい
て、無線局は、共用チャネル上において他の無線局が送
信する前記設定信号を受信した場合には、受信した時点
から予め定められた前後の期間、非衝突領域を設定しな
いという手段を採用する。
ル上での複数の無線局が設定する非衝突領域の重なりを
防いで、効率的に非衝突領域を確保する技術を提供す
る。また、本発明は、非衝突領域の設定を最適なタイミ
ングで行う点、通信中も適宜測定を行ってタ設定タイミ
ングを変更する点、及び周囲の信号の情報を受信してタ
イミング設定に利用している点で従来技術のダイナミッ
クチャネル割当方法とは異なっている。
トアクセス方法の実施形態について、図面を参照して説
明する。
施形態におけるネットワーク構成例を示す。この図に示
すように、無線アクセス局#1〜#3は、各々に無線ゾ
ーン1−1を形成し、この中に端末局1−3を収容して
いる。各無線アクセス局#1〜#3は、有線ネットワー
ク1−4に接続されており、端末局1−3と有線ネット
ワーク1−4との間のパケットを中継する。
ャネル上でのチャネル使用例と無線アクセス局#3の測
定点〜を示す。ここでは、1つの共用チャネルを全
ての無線アクセス局#1〜#3及び端末局1−3で共用
する場合を示しており、無線アクセス局#1,#2が既
に非衝突領域1,2をそれぞれを設定している。各非衝
突領域1,2では、ポーリング信号により優先パケット
が送信されている。また、非衝突領域1,2以外では、
ランダムアクセスによって通常パケットが送信されてい
る。
セス局#3が自局の非衝突領域を設定する場合を考え
る。この場合、無線アクセス局#3は、図示すように予
め定められた非衝突領域設定周期を6等分し、各々の測
定点〜でキャリアが使用中(Busy)あるいは未使用
(空)、つまり干渉波が観測されたか否かを測定する。
そして、一定時間キャリアの測定を行った後、各測定点
〜についてチャネルが使用中であった割合(干渉
率)を集計し、この干渉率が所定のしきい値を越えてい
るか否かをチェックする。なお、非衝突領域設定周期の
分割数は上記6等分に限定されるものではなく、任意の
n等分(n:1,2,……)としても良い。
示すように他局の非衝突領域2,1と重なっていること
から,干渉率が高くなっている。無線アクセス局#3で
は、この測定結果から測定点,付近に他局の非衝突
領域1,2が存在している可能性が高いことが判る。し
たがって、無線アクセス局#3では、しきい値(ここで
は20%)を越える測定点,,を自局の非衝突領
域の設定タイミングの候補から外すことによって、非衝
突領域同士の衝突確率を下げることができる。この結
果、無線アクセス局#3の非衝突領域の設定タイミング
の候補条件を満たす測定点は、測定点,及びとな
る。
の干渉率がしきい値を超えており、自局の非衝突領域を
測定点に設定した場合に非衝突領域の長さが測定点
まで伸びることにより後続に存在する非衝突領域と重な
る確率が高くなる。これを避けるために、無線アクセス
局#3では、連続している測定点と測定点で自局の
非衝突領域を設定することとし、さらに先頭の測定点
をその起点とする。
突領域3を設定している様子を示す。この図に示すよう
に、無線アクセス局#3は、測定点(非衝突領域設定
タイミング)を起点とし、非衝突領域設定周期毎に非衝
突領域3を設定する。なお、非衝突領域を干渉率の最も
小さな測定点を起点として設定することも考えられる。
渉率の測定点が存在する場合について述べたが、これが
存在しない場合には、測定点をランダムにずらして干渉
率の測定を再度行う。具体的には、非衝突領域設定周期
の長さを1とし、0から1の間で一様乱数を発生させ、
得られた乱数の値に相当する長さの分だけ各測定点をシ
フトさせればよい。図5に、測定点をランダムにずらし
た場合の様子を示す。このように本実施形態では、非衝
突領域設定周期を変化させず、その起点(つまり測定点
)をランダムに遅延させることにより新測定点を設定
する。
トに沿って、無線アクセス局#1〜#3における非衝突
領域の設定処理を詳説する。
インフローと図7に示すCFP(非衝突領域)設定ルー
チンとからなる。CFP設定ルーチンは、メインフロー
から必要に応じて呼び出されるサブルーチンである。メ
インフローから起動された各無線アクセス局#1〜#3
は、まずCFP設定ルーチンを呼んで非衝突領域の設定
を試みる(ステップ6−2)。
ように、パラメータkを初期化した後(ステップ6−1
2)、上記各測定点における干渉率の測定を行う(ステ
ップ6−13)。そして、上述したしきい値以下の測定
点が存在する場合で(ステップ6−14)、このしきい
値以下の測定点で連続する区間が無いときには(ステッ
プ6−15)、例えば条件を満たす測定点の内で干渉時
の平均受信レベルの最も小さな測定点を選ぶ(ステップ
6−19)。
(ステップ6−15)、連続数の最も大きい区間を選択
し(ステップ6−16)、その先頭を起点として(ステ
ップ6−17)非衝突領域の設定を行う(ステップ6−
18)。なお、この場合も、同条件の測定点が複数存在
する場合には、干渉時の平均受信レベルの最も小さな測
定点を選択する。
しなかった場合(ステップ6−14)においてパラメー
タkが予め定められた値Kを越えないときには(ステッ
プ6−20)、上述したように測定点のタイミングをラ
ンダムにずらす(ステップ6−21)。そして、パラメ
ータkを1増加させて(ステップ6−22)、上記ステ
ップ6−13の処理を繰り返す。なお、パラメータkが
上記値Kを越えた場合(ステップ6−20)には、設定
失敗として非衝突領域設定を行わない(ステップ6−2
3)。
すると、メインフローでは、非衝突領域の設定が成功し
なかった場合(ステップ6−3)、時間T2経過毎に
(ステップ6−9)CFP設定ルーチンを呼び出して非
衝突領域の設定処理(再設定処理)を行う(ステップ6
−10)。一方、非衝突領域の設定が行われている場合
(ステップ6−3)には,非衝突領域設定時に干渉波を
検出した割合を常時移動平均、すなわち過去m周期にお
ける干渉率の平均を求めておき、これが特定のしきい値
を越えると(ステップ6−4)、CFP設定ルーチンに
よる非衝突領域の再設定処理を行う(ステップ6−1
0)。
を越えない場合(ステップ6−4)には、時間T1経過
毎に(ステップ6−5)非衝突領域の設定を暫く停止さ
せ,自局の設定タイミングで干渉波の測定を行う。そし
て、干渉率がしきい値を越えると(ステップ6−7)、
CFP設定ルーチンを呼び出して非衝突領域の設定処理
を行い(ステップ6−10)、干渉波が検出されない場
合(ステップ6−7)には、非衝突領域の設定を再開す
る(ステップ6−8)。
照して、本発明の第2実施形態について説明する。な
お、本実施形態におけるネットワーク構成は、上記第1
実施形態と同様であり、ここではその説明を省略する。
定可能領域の設定例を、また図9は設定信号の構成例を
示す。設定信号は周期的に設定されるが,他局がチャネ
ルを使用中の場合は空き状態になるのを待ってから設定
されるために遅延が生じる場合がある。この遅延量を示
しているのが、図9における設定遅延Dである。設定時
間Lは、設定周期から設定時間Lの間、非衝突領域が設
定されることを示しており、したがって設定信号を受信
した時刻をTとすると、時刻(T+L+D)までの間、
非衝突領域が設定されることになる。また、本設定信号
では、非衝突領域設定周期Iが示されており、該非衝突
領域設定周期I毎に非衝突領域が設定されることがわか
る。
辺局の非衝突領域を割り出すことができる。新たに非衝
突領域を設定しようとする無線アクセス局は、割り出さ
れた他局の非衝突領域と自局が設定しようとする非衝突
領域が重ならないように他局の設定信号の前後に設定禁
止期間を設定し、それ以外の期問すなわち設定可能領域
において自局の設定信号を送信して非衝突領域の設定を
行なう。
の設定処理の詳細を示すフローチャートである。非衝突
領域の設定を行なおうとする無線アクセス局は、一定時
間チャネル上の信号を測定し(ステップ10−1)、他
局の設定信号を受信した場合(ステップ10−2)は、
上述の動作により他局の非衝突領域の時間的な位置を特
定する(ステップ10−3)。そして、上記設定禁止時
間を算出し(ステップ10−4)、設定可能領域が確保
できる場合(ステップ10−5)は、その領域内で設定
信号を送出して非衝突領域の設定を行なう(ステップ1
0−6)。この場合、設定信号の送信タイミングは、上
述した第1実施形態の方法を用いて決定しても良い。
−5)において設定禁止期間を短縮できるときには(ス
テップ10−8)、設定禁止期間を短縮して(ステップ
10−7)、再度設定禁止期間の算出を繰り返す。な
お、設定禁止期問の短縮は予め定められた範囲内で行な
い、この範囲内で設定可能領域が確保できない場合(ス
テップ10−8)には、非衝突領域の設定を不可として
非衝突領域の設定をあきらめる(ステップ10−9)。
線パケットアクセス方法によれば、共用チャネル上にお
いて占有して使用できる時間領域(非衝突領域)を他の
無線局と競合しつつ周期的に設定して双方向の無線パケ
ット通信を行う複数の無線局による無線パケット通信の
アクセス方法であって、各無線局は、前記非衝突領域を
設定する周期をさらにn個(n=2,3,……)に分割
し、該分割された周期毎に共用チャネルの使用状況を予
め定められた時間測定し、各々の測定点で共用チャネル
が使用中であった割合を集計し、該集計された割合が予
め定められたしきい値を下回った測定点のタイミングを
起点として前記非衝突領域を設定するので、複数の無線
局が共通チャネル上で自律的に非衝突領域を確保する際
に、互いの非衝突領域の重なりを小さくすることができ
る。したがって、各非衝突領域の設定遅延を小さくし
て、音声パケット等、遅延に対する条件の厳しいパケッ
トの転送を効率よく行うことが可能となると共に、非衝
突領域が完全に重なってしまうことによって衝突が繰り
返し発生する現象を防止することが可能となる。
図である。
例と干渉率の測定点を示す説明図である。
例を示すグラフである。
設定例を示す説明図である。
定点の変更を示す説明図である。
の設定処理のメインフローを示すフローチャートであ
る。
ルーチンを示すフローチャートである。
設定可能領域の設定例を示す説明図である。
成例を示す説明図である。
の設定処理の詳細を示すフローチャートである。
明図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 共用チャネル上で占有して使用できる時
間領域(非衝突領域)を他の無線局と競合しつつ周期的
に設定して双方向の無線パケット通信を行う複数の無線
局による無線パケット通信のアクセス方法であって、 各無線局は、前記非衝突領域を設定する周期をさらにn
個(n=2,3,……)に分割し、 該分割された周期毎に共用チャネルの使用状況を予め定
められた時間測定し、 各々の測定点で共用チャネルが使用中であった割合を集
計し、 該集計された割合が予め定められたしきい値を下回った
測定点を起点として前記非衝突領域を設定することを特
徴とする無線パケットアクセス方法。 - 【請求項2】 共用チャネル上で占有して使用できる時
間領域(非衝突領域)を他の無線局と競合しつつ周期的
に設定して双方向の無線パケット通信を行う複数の無線
局による無線パケット通信のアクセス方法であって、 各無線局は、前記非衝突領域を設定する周期をさらにn
個(n=1,2,……)に分割し、 該分割された周期毎に共用チャネルの使用状況を予め定
められて時間測定し、 各々の測定点で共用チャネルが使用中であった割合を集
計し、 該集計された割合が最も小さくなる測定点を起点として
前記非衝突領域を設定することを特徴とする無線パケッ
トアクセス方法。 - 【請求項3】 起点として選択し得る測定点が連続して
複数存在する場合には、先頭の測定点を前記非衝突領域
の設定の起点とすることを特徴とする請求項1または2
記載の無線パケットアクセス方法。 - 【請求項4】 起点として選択し得る測定点が連続する
領域(設定可能領域)が複数存在する場合には、最も長
い設定可能領域を選択し、該選択された設定可能領域の
先頭の測定点を前記非衝突領域の設定の起点とすること
を特徴とする請求項1または2記載の無線パケットアク
セス方法。 - 【請求項5】 起点として選択し得る測定点が複数存在
する場合には、集計された割合が最も小さい測定点を起
点として前記非衝突領域を設定することを特徴とする請
求項1記載の無線パケットアクセス方法。 - 【請求項6】 起点として選択し得る測定点が存在しな
い場合には、測定点をランダムな時間ずらして再度測定
を行うことを特徴とする請求項1〜5いずれかに記載の
無線パケットアクセス方法。 - 【請求項7】 予め定められた時間毎に自局の非衝突領
域の設定を中止して共用チャネルの使用状況を測定し、
自局が非衝突領域の設定を行っているタイミングにおい
て他局の信号を受信したときには、自局の非衝突領域の
起点を設定し直すことを特徴とする請求項1〜6いずれ
かに記載の無線パケットアクセス方法。 - 【請求項8】 共用チャネル上で占有して使用できる時
間領域(非衝突領域)を他の無線局と競合しつつ設定し
て双方向の無線パケット通信を行い、かつ非衝突領域の
設定時において設定を通知する信号(設定信号)を報知
する複数の無線局による無線パケット通信のアクセス方
法であって、 無線局は、共用チャネル上において他の無線局が送信す
る前記設定信号を受信した場合には、受信した時点から
予め定められた前後の期間、非衝突領域を設定しないこ
とを特徴とする無線パケットアクセス方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10001882A JP3004243B2 (ja) | 1998-01-07 | 1998-01-07 | 無線パケットアクセス方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10001882A JP3004243B2 (ja) | 1998-01-07 | 1998-01-07 | 無線パケットアクセス方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11205322A JPH11205322A (ja) | 1999-07-30 |
JP3004243B2 true JP3004243B2 (ja) | 2000-01-31 |
Family
ID=11513946
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10001882A Expired - Lifetime JP3004243B2 (ja) | 1998-01-07 | 1998-01-07 | 無線パケットアクセス方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3004243B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
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WO2006132328A1 (ja) * | 2005-06-10 | 2006-12-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 無線通信装置および無線通信方法 |
JP4510730B2 (ja) * | 2005-09-06 | 2010-07-28 | 日本電信電話株式会社 | 無線パケットスケジューリング拡張方法および無線基地局装置 |
WO2007100048A1 (ja) | 2006-03-02 | 2007-09-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 送信装置、無線通信システム、及び送信方法 |
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-
1998
- 1998-01-07 JP JP10001882A patent/JP3004243B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
電子情報通信学会論文誌,Vol.J78−B−I No.10,Oct 1995,加山英俊 他「マイクロセル移動通信におけるパケットチャンネル共用方式の検討」,pages.456−462 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH11205322A (ja) | 1999-07-30 |
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