JP3665270B2 - 無線パケット通信方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は無線LANに係り、データパケットが衝突しデータパケット送信後キャリアを検出してACKを受信しない場合、短いランダム時間後データパケットを他データパケットに対して優先的に送信し、送信待機時間を抑える無線パケット通信方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来技術として、無線LANの標準化作業を行っているIEEE802.11(IEEE P802.11/D8.0,Part11:Wireless LAN Medium Access Control (MAC)and Physical Layer(PHY)specifications. )で定められている CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)を用いたDCF(Distributed Coordination Function )がある。
【0003】
本方式では自律分散の競合アクセスのため全ての無線端末は公平に通信を行う。また、データパケットの衝突が生じたときは再送を行う。図5は、従来技術における衝突発生時の無線パケット通信方法のタイムチャートである。まず、無線端末(STA1)は無線基地局(AP)に送信するデータが発生したとき、キャリアを検出しない場合(Idle)はAP宛にデータパケット[1−1]を送信する。
【0004】
同様に無線端末(STA2)でMに送信するデータが発生し、STA1と同時にAP宛にデータパケット[1−2]を送信したときAPではSTA、1からのデータパケットとSTA2からのデータパケットの衝突[1−3]が起こる。APではデータパケットがどちらも正常受信されないためAPから各STA1、STA2宛てのACKは送信されない。
【0005】
無線端末(STA3)はSTA1とSTA2が送信中のためキャリア検出中(Busy)となりIdleに変わるまで送信を待機する。STA1はデータパケット送信後、TA間ACK受信待[1−4]を行うが、STA2からのデータパケットサイズがSTA1からのデータパケットサイズよりも大きいとき、Busyとなり、且つACKは受信されない。
【0006】
Busy後、Idleとなったとき再送動作に移る。再送のためSTA1はランダム時間(Tnormal−1間)キャリアセンスを行う。STA3はBusy[1−5]後回線が空いてIdleとなったときデータパケットの送信動作に移る。STA3はTnormal−3間キャリアセンスを行う。
【0007】
このとき、STA1のTnormal−1にくらべてSTA3のTnormal−3が短い場合、STA3はデータパケットを送信する。STA1、2はbusyとなるため送信を待機[1−6]し、STA1は送信待機時間が増加する。
【0008】
図6は、上述した従来技術におけるSTA1の動作手順を示す流れ図、図7は、従来技術におけるSTA3の動作手順を示す流れ図である。図中の(S−1),(S−2)などの表示は、処理のステップを表すもので、以下の説明の中の、同様な表示と対応している。これは、以降に記載する同様な図面とその説明についても同じである。
【0009】
図6において、STA1はデータパケット送信(S−1)後、キャリアセンス(S−2)を実施し、Busyであるか否かを判定して(S−3)、Busyであれば、ACKを受信したか否かを判定し(S−4)、ACKを受信したら完了する(S−5)。
【0010】
(S−3)でBusyでなければ、TA間TimeOutであるか否かを判定し(S−6)、TA間TimeOutであであれば、データパケットの再送を行う(S−7)。
【0011】
図7において、STA3はデータパケット送信要求(S−1)後、キャリアセンス(S−2)を実施し、Busyであるか否かを判定して(S−3)、Busyであれば、Id1e状態に入る(S−4)。そして、Tnormal間Id1e後データパケットを送信する(S−5)。
【0012】
(S−3)でBusyでなければ、データパケットの送信を行う(S−6)。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような従来の技術では、データパケット同士が衝突したとき、ランダムに再送順が決まるため小さいサイズのデータパケットが長時間送信を待機させられる可能性がある。そのため、VoIPパケットのようなサイズが小さいデータパケットの送信待機時間が増加してVoIPの品質が劣化するという問題があった。
【0014】
本発明は、上述の課題を解決するために成されたもので、CSMA/CAを用いた自律分散の競合アクセス制御を元に小さいサイズのデータパケットを、他の大きいサイズのデータパケットに対して再送時に優先して送信し、送信待機時間を抑えることを目的としている。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上述の課題は、前記特許請求の範囲に記載した手段によって解決される。すなわち、請求項1の発明は、第1の無線局(STA1)は、第2の無線局(AP)宛に送信するデータパケットが発生したときに、キャリアセンス(回線を使用しているかどうかを監視)を実施し、キャリアを検出しない場合、前記AP宛にデータパケットを送信し、第3の無線局(STA2)は前記STA1と同時にデータパケットを送信したときには、両データパケットが衝突する関係に有り、前記STA1はデータパケット送信後前記データパケットを正常受信したことを知らせる前記APからの確認応答パケット(ACK)を受信するまで一定時間(TA)の間待機するパケット通信方法において、
【0016】
前記STA1はデータパケット送信後キャリアセンスを実施し、キャリアを検出して且つ前記TA間に前記APからのACKを受信しない場合、TAより短いランダム時間(Tshort:0<Tshort<TA)キャリアを検出しなかった時点で前記AP宛にデータパケットを再送信し、前記STA1はデータパケット送信後キャリアセンスを実施し、前記キャリアを検出して且つ前記TA間に前記ACKを受信した場合は送信を完了し、前記データパケット送信後キャリアを検出せず且つ前記TA間に前記ACKを受信しなかった場合はランダム時間(Tnormal)キャリアを検出しなかった時点で前記AP宛にデータパケットを再送信する無線パケット通信方法である。
【0017】
従来技術のIEEE802.11で定められているCSMA/CAを用いたDCFは、自律分散の競合アクセスのため全ての無線端末は公平に通信し、データパケットの衝突が生じたときは再送により通信を行い、再送時にはランダムに再送順が決まるのに対し、請求項1の発明の方法は、データパケットを送信し衝突が生じた時、データパケット送信後キャリアセンスを実施し、キャリアを検出して且つAPからのACKを受信しない場合、Tshort間(0<Tshort<TA)キャリアを検出しなかったと判断した時点でAP宛にデータパケットを再送信する点が異なる。これにより、STA2に比べてサイズの小さいデータパケットを再送するSTA1はSTA2に対して優先的にデータパケットを再送でき、送信待機時間を抑えることができる効果がある。
【0018】
請求項2の発明は、請求項1に記載のパケット通信方法において、
【0019】
第4の無線局(STA3)で、データパケット送信要求が発生したとき、キャリアセンスを実施してキャリアを検出した場合、待機状態に入り、その後キャリアを検出しなくなったときからTA+Tnormal間後(ただしTnormalはランダム時間)に、前記データパケットを送信することを特徴とする無線パケット通信方法である。
【0020】
従来技術のIEEE802.11で定められているCSMA/CAを用いたDCFは、自律分散の競合アクセスのため全ての無線端末は公平に通信し、データパケットを発生した時,キャリアセンスを実施してBusyと判断した時、Busy後Idleとなり、Tnormal間キャリアを検出しなかった時点でデータパケットを送信するのに対し、請求項2の発明の方法は,Busy後IdleとなりTA +Tnormal間キャリアを検出しなかった時点でデータパケットを送信をする点が異なる。これにより、STA3はデータパケットの送信を最低TA間必ず待機し、STA1は衝突したデータパケットを優先的に再送することができる。
【0021】
【発明の実施の形熊】
以下、図面を用いて、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
[請求項1の発明の実施の形態]
図1は実施の形態の第1の例のタイムチャートであり、図2は実施の形態の第1の例のSTA1の動作手順を示す流れ図である。これらは請求項1の発明に対応する。図1において、無線端末(STA1)で無線基地局(AP)に送信するデータが発生したとき、キャリアを検出しない場合、STA1はAP宛にデータパケット[2−1]を送信する。
【0022】
同様に無線端末(STA2)でAPに送信するデータが発生し、STA1と同時にAP宛にデータパケット[2−2]を送信したとき、APではSTA1からのデータパケットとSTA2からのデータパケットの衝突[2−3]が起こる。APではデータパケットがどちらも正常受信されないためAPから各STA1、STA2宛てのACKは送信されない。
【0023】
STA1は、データパケット送信後、ACK受信待[2−4]を行うが、STA2からのデータパケットサイズがSTA1からのデータパケットサイズよりも大きいとき、STA2がデータ送信中のためBusyとなり、且つACKは受信されない。
【0024】
STA1はBusy且つACKが受信無しと判断した時、TAより短いTshort間(0<Tshort<TA)[2−5]Id1eとなった時点でデータパケットの再送を行う。
【0025】
以上によって、データパケット送信後キャリアセンスを実施し、キャリアを検出して且つACK受信無しと判断した場合、Tshort間(0<Tshort<TA)キャリアを検出しなかった時点でAP宛にデータパケットを再送することによって、より長いデータパケットを再送するSTA2に対して優先的に再送することが可能となり、送信待機時間が増加するという課題を解決することができる。
【0026】
図2において、STA1はデータパケット送信(S−1)後キャリアセンス(S−2)を実施し、Busyであるか否かを判定し(S−3)、Busyであれば、ACKを受信したか否かを判定し(S−4)、ACKを受信したら完了する(S−5)。(S−4)でACKを受信しなければ、TAより短いTshort間Id1eとなった時点でデータパケットの再送を行う(S−6)。
【0027】
(S−3)でBusyでなければ、TA間Time Outか否かを調べ(S−7)、Time Outであれば、Tnormal間Idle後再送を行う(S−8)。Time Outでなければ、キャリアセンス(S−9)を実施し、Busyであるか否かを判定し(S−10)、Busyであれば、ACKを受信したか否かを判定し(S−11)、ACKを受信したら完了する(S−12)。ACKを受信しなければ、Tnormal間Idle後再送を行う(S−8)。
【0028】
[請求項2の発明の実施の形態]
図3は実施の形態の第2の例のタイムチャートであり、図4は実施の形態の第2の例のSTA3の動作手順を示す流れ図である。これらは請求項2の発明に対応する。先に説明した図3で無線端末(STA3)はSTA1とSTA2が送信中のためBusy[2−6]となり送信を待機する。Busy後、TA+Tnormal間Idleとなった時点でデータパケットを送信する。
【0029】
図4において、STA3はデータパケット送信要求後(S−1)後キャリアセンス(S−2)を実施し、Busyであるか否かを判定し(S−3)、Busyであれば、Id1e状態に入る(S−4)。そして、TA+Tnormal間Id1e後データパケットを送信する(S−5)。
【0030】
以上によって、STA3はデータパケットの送信をTA間必ず待機し、STA1は衝突したデータパケットを優先的に再送することが可能となり、衝突したデータパケットの送信待機時間が増加するという課題を解決することができる。
【0031】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、請求項1の発明によれば、データパケット送信後キャリアセンスを実施し、キャリアを検出して且つACK受信無しと判断した場合、Tshort間(0<Tshort<TA、)キャリアを検出しなかった時点でAP宛に、データパケットを再送信することによって、他の端末に対して優先的に再送することが可能となり、送信待機時間を抑える効果がある。
【0032】
請求項2の発明によれば、データパケットの送信をTA間分待機し、衝突したデータパケットを優先的に再送することが可能となり、衝突したデータパケットの送信待機時間を減少させる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の第1の例のタイムチャートである。
【図2】本発明の実施の形態の第1の例のSTA1の動作手順を示す図である。
【図3】本発明の実施の形態の第2の例のタイムチャートである。
【図4】本発明の実施の形態の第2の例のSTA3の動作手順を示す図である。
【図5】従来の衝突発生時の無線パケット通信方法のタイムチャートである。
【図6】従来技術におけるSTA1の動作手順を示す流れ図である。
【図7】従来技術におけるSTA3の動作手順を示す流れ図である。
【符号の説明】
S−1〜S−12 処理のステップ
Claims (2)
- 第1の無線局は、第2の無線局宛に送信するデータパケットが発生したときに、キャリアの有無により回線を使用しているかどうかを監視して、キャリアを検出しない場合、前記第2の無線局宛にデータパケットを送信し、
第3の無線局は前記第1の無線局と同時にデータパケットを送信したときには両データパケットが衝突する関係に有り、
前記第1の無線局はデータパケット送信後前記データパケットを正常受信したことを知らせる前記第2の無線局からの確認応答パケットを受信するまで一定時間の間待機するパケット通信方法において、
前記第1の無線局はデータパケット送信後、キャリアの有無により回線を使用しているかどうかを監視し、キャリアを検出して且つ前記一定時間に前記第2の無線局からの確認応答パケットを受信しない場合、前記一定時間より短く且つ0でないランダム時間キャリアを検出しなかった時点で前記第2の無線局宛にデータパケットを再送信し、
前記第1の無線局はデータパケット送信後、キャリアの有無により回線を使用しているかどうかを監視し、前記キャリアを検出して且つ前記一定時間に前記確認応答パケットを受信した場合は送信を完了し、前記データパケット送信後キャリアを検出せず且つ前記一定時間に前記確認応答パケットを受信しなかった場合はランダム時間キャリアを検出しなかった時点で前記第2の無線局宛にデータパケットを再送信することを特徴とする無線パケット通信方法。 - 請求項1に記載のパケット通信方法において、
第4の無線局で、データパケット送信要求が発生したとき、キャリアの有無により回線を使用しているかどうかを監視してキャリアを検出した場合、待機状態に入り、その後キャリアを検出しなくなったときから前記一定時間が経過し、さらにランダム時間の経過後に前記データパケットを送信することを特徴とする無線パケット通信方法。
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