JP3694844B2

JP3694844B2 - Packet communication apparatus, communication control method, and access point

Info

Publication number: JP3694844B2
Application number: JP23607296A
Authority: JP
Inventors: 哲也矢野; 賢彦浅野; 周滋小早川; 宏之関; 健戸田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1996-09-06
Filing date: 1996-09-06
Publication date: 2005-09-14
Anticipated expiration: 2016-09-06
Also published as: JPH1084343A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）等に適用できるパケット通信装置及び通信制御方法及びアクセスポイントに関する。
無線ＬＡＮに於いて、送信パケットの衝突を回避する為に、アクセス方式としてＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃarrier Ｓense Ｍultiple Ａccess with ＣollisionＡvoidace ）方式が知られており、有線ＬＡＮに於けるＣＳＭＡ／ＣＤ方式と類似して、共通の伝送路を介してパケット通信を行うことができる。このような無線ＬＡＮに於けるパケット通信の一層の効率化を図ることが要望されている。
【０００２】
【従来の技術】
無線ＬＡＮは、例えば、図５に示すように、アクセスポイント（ＡＰ）３１に対して、複数のステーション（ＳＴ）３２−１〜３２−ｎが、例えば数ＧＨｚの無線伝送路を介して接続された無線パケット通信網の構成を有し、アクセスポイント３１にはパケットを一時的に蓄積するバッファメモリ３３を備え、ステーション間の送受信データは、アクセスポイント３１のバッファメモリ３３を介して送受信される。
【０００３】
各ステーション３２−１〜３２−ｎは、無線伝送路が未使用の場合、即ち、キャリア・センス（ＣＳ）処理によりキャリアが検出されない時に、送信すべきパケットが存在すると、アクセスポイント３１に送信要求を送出し、これに対してアクセスポイント３１が送信許可を与えると、この送信許可を受信したステーションは、宛先を付加したパケットを送信する。このパケットは、アクセスポイント３１で一旦受信し、バッファメモリ３３を介して送信する。そして、パケットの宛先に対応するステーションがこのパケットを受信処理する。
【０００４】
図６は従来例の通信制御方法の説明図であり、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式に於けるアクセスポイント３１又はステーション３２−１〜３２−ｎに於ける一連の手続を示すもので、送信すべきパケットが発生したか否かを判定し（Ｆ１）、送信パケットが発生した場合、パケット化した送信要求信号（ＲＴＳ）を送出する為に無線伝送路が使用中か否かを示すキャリア・センス（ＣＳ）を行う（Ｆ２）。無線伝送路が使用中であると、バックオフ処理を行う（Ｆ５）。
【０００５】
バックオフは、ランダムな延期時間、即ち、バックオフ時間の経過後に、再度同一の処理を行うものであり、このバックオフ時間の取り得る範囲は、コンテンション・ウインドウ（ＣＷ；Ｃontention Ｗindow ）によって定められる。このコンテンション・ウインドウＣＷが大きいと、バックオフ時間が長くなるから衝突の可能性が低くなり、反対にコンテンション・ウインドウＣＷが小さいと、バックオフ時間が短くなって、短時間後に送信要求等を行うから衝突の可能性が高くなる。
このバックオフ時間は、

で与えられる。
【０００６】
又ステップ（Ｆ２）に於いて、キャリアが検出されないことにより、無線伝送路が未使用であると判定すると、バックオフ時間を逓減し（Ｆ３）、このバックオフ時間が零か否かを判定し（Ｆ４）、零となると、パケット化した送信要求信号（ＲＴＳ）を送信し（Ｆ７）、次に、パケット化した送信許可信号（ＣＴＳ）を受信したか否かを判定し（Ｆ８）、この送信許可信号（ＣＴＳ）を受信すると、データをパケット化して送信し（Ｆ９）、このデータの送信が終了すると（Ｆ１０）、パケット化した確認応答信号（ＡＣＫ）を受信したか否かを判定し（Ｆ１１）、この確認応答信号を受信すると、送信完了となる。
【０００７】
又送信要求信号（ＲＴＳ）に対する送信許可信号（ＣＴＳ）を受信できない場合、又は確認応答信号（ＡＣＫ）を受信できない場合は、コンテンション・ウインドウ（ＣＷ）を２倍とし（Ｆ６）、バックオフ処理を行う（Ｆ５）。即ち、送信許可信号（ＣＴＳ）又は確認応答信号（ＡＣＫ）を受信できない時は、送信衝突の場合であるから、コンテンション・ウインドウを大きくして、衝突の可能性を逓減する。又送信衝突が繰り返し発生する場合は、その都度、コンテンション・ウインドウを２倍として、送信衝突の可能性を逓減する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ステーション３２−１〜３２−ｎ間のパケット通信は、一旦アクセスポイント３１を介して行われるものであるから、アクセスポイント３１に於けるトラヒックは、ステーション３２−１〜３２−ｎの１局当たりのトラヒックに比較して、単純には、ステーション数Ｎ_ST倍となる。従って、高負荷時には、ステーション３２−１〜３２−ｎに比較してアクセスポイント３１自身の送信要求が多発することになるが、送信成功の割合が低くなるから、バッファメモリ３３に於けるパケットの蓄積数が増大する。
本発明は、バッファメモリの蓄積状況に対応してアクセスポイントの無線伝送路へのアクセス権を確保することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のパケット通信装置は、図１を参照して説明すると、複数のステーションがアクセスポイントを介してパケットによる無線通信を行う場合、無線伝送路のキャリアセンスを行い、キャリアが検出されないときは、コンテンション・ウインドウの範囲で発生させた乱数値をもとに決められるバックオフ時間経過後に前記パケットの送信を行い、前記バックオフ時間経過後の送信が失敗した場合、前記コンテンション・ウインドウの最大値を大きくし、新たなコンテンション・ウインドウの範囲で発生させた乱数値をもとに決められる新たなバックオフ時間経過後に前記パケットを送信するシステムにおけるアクセスポイントのパケット通信装置１に於いて、パケットを一時的に蓄積するバッファメモリ２と、このバッファメモリ２に一時的に蓄積されるパケットの蓄積数を監視するパケット数監視部３と、このパケット数監視部３による監視結果に対応して、ステーションに対するコンテンション・ウインドウの最小値と最大値との何れか一方又は両方の決定を行う決定処理部４と、パケット数監視部３及び決定処理部４からの通知に従って、前記最小値又は最大値との何れか一方又は両方の更新指示を前記ステーションへ送出する制御部５とを備えている。
【００１０】
又前記決定処理部４は、バッファメモリ２のパケットの蓄積数が大きい程、コンテンション・ウインドウの最小値を大きく決定するものである。
【００１１】
又本発明の通信制御方法は、複数のステーションがアクセスポイントを介してパケットによる無線通信を行う場合、無線伝送路のキャリアセンスを行い、キャリアが検出されないときは、コンテンション・ウインドウの範囲で発生させた乱数値をもとに決められるバックオフ時間経過後に前記パケットの送信を行い、前記バックオフ時間経過後の送信が失敗した場合、前記コンテンション・ウインドウを大きくし、新たなコンテンション・ウインドウの範囲で発生させた乱数値をもとに決められる新たなバックオフ時間経過後に前記パケットを送信するシステムのアクセスポイントに於ける通信制御方法に於いて、前記アクセスポイントに於けるバッファメモリに一時的に蓄積されるパケットの蓄積数の増減を監視し、前記バックオフ時間の上限を規定するコンテンション・ウインドウの最小値又は最大値の何れか一方或いは両方を、前記パケットの蓄積数の増減に対応して更新し、前記ステーションに前記コンテンション・ウインドウの更新指示を通知する過程を含むものである。
【００１２】
又本発明のアクセスポイントは、複数のステーションがアクセスポイントを介してパケットによる無線通信を行う場合、無線伝送路のキャリアセンスを行い、キャリアが検出されないときは、コンテンション・ウインドウの範囲で発生させた乱数値をもとに決められるバックオフ時間経過後に前記パケットの送信を行い、前記バックオフ時間経過後の送信が失敗した場合、前記コンテンション・ウインドウを大きくし、新たなコンテンション・ウインドウの範囲で発生させた乱数値をもとに決められる新たなバックオフ時間経過後に前記パケットを送信するシステムにおけるアクセスポイントに於いて、蓄積されたパケットの量に応じて、前記ステーションに対するコンテンション・ウインドウの最小値又は最大値の決定を行い、前記ステーションへ値の更新指示の送信制御を行う制御部とを備えている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
パケット通信装置は、（１）複数のステーションがＣＳＭＡ／ＣＡ方式によりアクセスポイントを介してパケットによる無線通信を行う前記アクセスポイントに於けるパケット通信装置１に於いて、パケットを一時的に蓄積するバッファメモリ２と、このバッファメモリ２に一時的に蓄積されるパケットの蓄積数を監視するパケット数監視部３と、このパケット数監視部３による監視結果に対応して、ステーションに対する送信許可或いはコンテンション・ウインドウの決定を行う決定処理部４と、パケット数監視部３及び決定処理部４からの通知に従って、送信許可或いはコンテンション・ウインドウの更新指示の送出制御を行う制御部５とを備えている。
又（２）決定処理部４は、バッファメモリ２のパケットの蓄積数が設定値を超えている時に、送信許可を与えないことを決定して、制御部５に通知する構成を備えている。従って、制御部５は、決定処理部４に於いて送信許可を与えない決定を行った場合に、ステーションからの送信要求に対しては送信許可を与えないで、アクセスポイントからのパケット送信を優先させる。
又（３）決定処理部４は、バッファメモリ２のパケット数の蓄積数の増減に対応して、バックオフ時間の上限を規定するコンテンション・ウインドウの最小値と最大値との何れか一方又は両方を決定して、制御部５に通知する構成を備えている。従って、制御部５は、コンテンション・ウインドウの決定通知に従って各ステーションにコンテンション・ウインドウの更新指示を送出する。
又通信制御方法は、（４）複数のステーションがＣＳＭＡ／ＣＡ方式によりアクセスポイントを介してパケットによる無線通信を行うアクセスポイントに於ける通信制御方法であって、アクセスポイントに於けるバッファメモリ２に一時的に蓄積されるパケットの蓄積数を監視し、この蓄積数が設定値を超えた時に、ステーションからの送信要求に対して送信許可を与えず、バッファメモリ２に蓄積されたパケットの送信を優先させる制御過程を含むものである。
又（５）パケットの蓄積数に対する設定値を零とし、バッファメモリ２にパケットが蓄積されていない時のステーションからの送信要求に対して送信許可を与える制御過程を含むことができる。即ち、バッファメモリ２に送信すべきパケットが蓄積されている場合は、このパケットを優先させて送信するまで、ステーションからの送信要求に対して送信許可を与えないことになる。
又（６）複数のステーションがＣＳＭＡ／ＣＡ方式によりアクセスポイントを介してパケットによる無線通信を行うアクセスポイントに於ける通信制御方法であって、アクセスポイントに於けるバッファメモリ２に一時的に蓄積されるパケットの蓄積数の増減を監視し、バックオフ時間の上限を規定するコンテンション・ウインドウの最小値又は最大値の何れか一方或いは両方を、パケットの蓄積数の増減に対応して更新し、各ステーションにコンテンション・ウインドウの更新指示を通知する過程を含むものである。即ち、バッファメモリに蓄積されたパケット数が増加した場合に、各ステーションのバックオフ時間が長くなるように更新制御して、アクセスポイントからのパケットの送信を優先させる。
図１は、一実施の形態の説明図であり、アクセスポイントに於ける構成を示し、１はパケット通信装置、２はバッファメモリ、３はパケット数監視部、４は決定処理部、５は制御部、６は送信部、７は受信部、８はサーキュレータ等の送受共用部、９はアンテナである。
【００１６】
各ステーションからのパケットは、アンテナ９，送受共用部８，受信部７，制御部５，監視部３を介してバッファメモリ２に一旦蓄積され、制御部５に於けるキャリア・センス（ＣＳ）により無線伝送路の使用中，未使用中を判定し、未使用中の場合にバッファメモリ２から、監視部３，制御部４，送信部６，送受共用部８，アンテナ９を介してパケットが送信される。又アクセスポイントから送信するパケットも一旦バッファメモリ２に蓄積することにより、無線伝送路が未使用中に於いて送信される。
【００１７】
パケット数監視部３は、バッファメモリ２に蓄積されたパケットの蓄積数を監視して制御部５に通知する。又決定処理部４は、制御部５を介したパケット蓄積数を基に、送信許可信号（ＣＴＳ）の送信の可否或いはコンテンション・ウインドウ（ＣＷ）の更新の可否の決定処理を行い、制御部５に通知する構成を備えている。制御部５は、決定処理部４からの通知に従って、パケット化した送信許可信号（ＣＴＳ）、又はコンテンション・ウインドウ（ＣＷ）の更新指示を、送信部６，送受共用部８，アンテナ９を介して各ステーションに送信する。
【００１８】
パケット通信装置１のパケット数監視部３，決定処理部４，制御部５等は、プロセッサの処理機能によって実現することが可能であり、バッファメモリ２に対するパケットの書込み及び読出しについても、既に知られている各種の構成を適用することができる。又送信部６及び受信部７についても、既に知られている無線ＬＡＮ等に於ける構成を適用することができる。その場合、送信部６と受信部７とを含む送受信部に対して、パケット通信装置１をＬＡＮ等を介して接続した構成とすることも可能である。
【００１９】
図２は、一実施の形態に於けるフローチャートを示し、（Ａ）は、バッファメモリ２のパケットの蓄積数の設定値を零とした場合に相当し、ステーションからの送信要求信号（ＲＴＳ）を受信すると（Ａ１）、バッファメモリ２に送信パケットが蓄積されているか否かを判定し（Ａ２）、蓄積されていない場合、即ち、パケットの蓄積数が設定値の零を超えていない場合、決定処理部４からの通知に従って制御部５は送信許可信号（ＣＴＳ）を送信し（Ａ３）、この送信許可信号（ＣＴＳ）を受信したステーションからのデータを受信する（Ａ４）。
【００２０】
又バッファメモリ２に送信パケットが蓄積されている場合、即ち、パケットの蓄積数が設定値の零を超えて１以上となっている場合は、決定処理部４からの通知に従って制御部５は送信許可信号（ＣＴＳ）を送信しない（Ａ５）。その場合、送信要求を行ったステーションは、送信許可信号を所定時間内に受信できないから、バックオフ時間後に、再度送信要求を行うことになる。従って、アクセスポイントは、バッファメモリ２に蓄積されたパケットを優先して送信することができる。
【００２１】
又図２の（Ｂ）は、バッファメモリ２のパケットの蓄積数の設定値を零より大きいＮ_thとした場合に相当し、ステーションからの送信要求信号（ＲＴＳ）を受信すると（Ｂ１）、バッファメモリ２に蓄積パケット数が設定値Ｎ_thを超えているか否かを判定し（Ｂ２）、超えていない場合は、決定処理部４からの通知に従って制御部５は送信許可信号（ＣＴＳ）を送信し（Ｂ３）、この送信許可信号（ＣＴＳ）を受信したステーションからのデータを受信する（Ｂ４）。
【００２２】
又蓄積パケット数が設定値Ｎ_thを超えている場合は、決定処理部４からの通知に従って制御部５は送信許可信号（ＣＴＳ）を送信しない（Ｂ５）。その場合、前述の場合と同様、送信要求を行ったステーションは、送信許可信号を所定時間内に受信できないから、バックオフ時間後に、再度送信要求を行うことになる。従って、アクセスポイントは、バッファメモリ２に設定値Ｎ_thを超えてパケットが蓄積されるような高負荷時に於いて、このバッファメモリ２に蓄積されたパケットの送信を優先させることができる。
【００２３】
図３は本発明の実施の形態の説明図であり、アクセスポイントに於ける構成を示し、１１はパケット通信装置、１２はバッファメモリ、１３はパケット数監視部、１４ＡはＣＴＳ決定処理部、１４ＢはＣＷ決定処理部、１５は制御部、１６は送信部、１７は受信部、１８はサーキュレータ等の送受共用部、１９はアンテナである。
【００２４】
前述の図１に示す構成と基本的に同一であり、決定処理部４を、ＣＴＳ決定処理部１４ＡとＣＷ決定処理部１４Ｂとにより構成した場合に相当する。ＣＴＳ決定処理部１４Ａは、パケット数監視部１３から直接或いは制御部１５を介したパケットの蓄積数を基に送信許可信号（ＣＴＳ）を送出するか否かを決定するものであり、その場合に、蓄積数が設定値を超えている場合は、送信許可信号（ＣＴＳ）を送出しないように決定する。又設定値は、前述のように、零とすることもできる。
【００２５】
制御部１５は、この決定の通知に従って、ステーションからの送信要求信号（ＲＴＳ）を受信した時の送信許可信号（ＣＴＳ）を送出するか否かを制御するものであり、前述のように、蓄積数が設定値を超えていることにより、ＣＴＳ決定処理部１４Ａが送信許可を与えないことを決定している場合は、送信要求信号（ＲＴＳ）に対する送信許可信号（ＣＴＳ）を送出しない。それによって、ステーションはバックオフ時間後に送信要求を行うことになり、バッファメモリ１２に蓄積されたパケットの送信を優先させることができる。
【００２６】
又ＣＷ決定処理部１４Ｂは、パケット数監視部１３から制御部１５を介したパケットの蓄積数の増減に対応して、バックオフ時間の上限を規定するコンテンション・ウインドウ（ＣＷ）のステーションに於ける最小値（ＣＷ_min）と最大値（ＣＷ_max）との何れか一方又は両方を決定して、制御部１５に通知する。制御部１５は、この通知に従って、各ステーションに対してコンテンション・ウインドウ（ＣＷ）の更新指示を送信する。
【００２７】
図４は本発明の実施の形態に於けるフローチャートであり、（Ａ）は、パケット数監視部１３により蓄積パケット数監視を行い（ａ１）、蓄積パケット数の変化の有無をＣＷ決定処理部１４Ｂに於いて判定する（ａ２）。この場合、パケットの蓄積数の範囲をＭ段階に分けて、各段階に対応したコンテンション・ウインドウの最小値（ＣＷ_ｍｉｎ）を定めるもので、パケットの蓄積数が大きい程、コンテンション・ウインドウの最小値（ＣＷ_ｍｉｎ）を大きく設定しておくものである。
【００２８】
そして、パケットの蓄積数の段階が変化したか否かを判定し、変化しなければ、コンテンション・ウインドウの最小値（ＣＷ_min）の更新決定を行わず、又他の段階に変化した場合は、その段階に対応するコンテンション・ウインドウの最小値（ＣＷ_min）に更新することを決定する（ａ３）。この決定を制御部１５に通知することにより、制御部１５は、各ステーションに対して、更新されたコンテンション・ウインドウの最小値（ＣＷ_min）をパラメータとして送信する（ａ４）。従って、各ステーションは、指示されたコンテンション・ウインドウの最小値（ＣＷ_min）に更新する。
【００２９】
又（Ｂ）は、パケット数監視部１３により蓄積パケット数監視を行い（ｂ１）、蓄積パケット数の変化の有無をＣＷ決定処理部１４Ｂに於いて判定する（ｂ２）。この場合、パケットの蓄積数の範囲をＭ段階に分けて、各段階に対応したコンテンション・ウインドウの最大値（ＣＷ_max）を定めるもので、パケットの蓄積数が大きい程、コンテンション・ウインドウの最大値（ＣＷ_max）を大きく設定しておくものである。
【００３０】
そして、パケットの蓄積数の段階が変化したか否かを判定し、変化しなければ、コンテンション・ウインドウの最大値（ＣＷ_max）の更新決定を行わず、又他の段階に変化した場合は、その段階に対応するコンテンション・ウインドウの最大値（ＣＷ_max）に更新することを決定する（ｂ３）。この決定を制御部１５に通知することにより、制御部１５は、各ステーションに対して、更新されたコンテンション・ウインドウの最大値（ＣＷ_max）をパラメータとして送信する（ｂ４）。従って、各ステーションは、指示されたコンテンション・ウインドウの最大値（ＣＷ_max）に更新する。
【００３１】
又（Ｃ）は、蓄積パケット数監視を行い（ｃ１）、その蓄積パケット数の変化の有無を判定し（ｃ２）、変化した時は、コンテンション・ウインドウの最小値（ＣＷ_min）及び最大値（ＣＷ_max）を更新し（ｃ３）、各ステーションに対して新しいパラメータとして配信する（ｃ４）。即ち、前述の（Ａ），（Ｂ）のコンテンション・ウインドウの最小値（ＣＷ_min）と最大値（ＣＷ_max）との両方の更新制御を行う場合を示すものである。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、複数のステーションがＣＳＭＡ／ＣＡ方式によりアクセスポイントを介してパケット通信を行う無線ＬＡＮ等に於いて、バックオフ時間のコンテンション・ウインドウ（ＣＷ）のステーションに於ける最小値（ＣＷ_ｍｉｎ）と最大値（ＣＷ_ｍａｘ）との何れか一方又は両方の更新を行うか否かを決定するものである。
【００３３】
それによって、バッファメモリのパケットの蓄積数が多くなった時は、バックオフ時間が長くなるようにステーションに対してコンテンション・ウインドウ（ＣＷ）の更新指示を与えることにより、アクセスポイントのアクセス優先権を確保できる利点があり、高負荷時に於いても、アクセスポイントの送信成功の確率を確保できるから、無線ＬＡＮ等のシステムを安定に運用することができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施の形態の説明図である。
【図２】一実施の形態に於けるフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態の説明図である。
【図４】本発明の実施の形態に於けるフローチャートである。
【図５】無線パケット通信網の説明図である。
【図６】従来例の通信制御方法の説明図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a packet communication apparatus, a communication control method, and an access point that can be applied to a wireless local area network (LAN) or the like.
In order to avoid collision of transmission packets in a wireless LAN, the CSMA / CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidace) method is known as an access method, which is similar to the CSMA / CD method in a wired LAN. Packet communication can be performed via a common transmission path. It is desired to further improve the efficiency of packet communication in such a wireless LAN.
[0002]
[Prior art]
In the wireless LAN, for example, as shown in FIG. 5, a plurality of stations (ST) 32-1 to 32-n are connected to an access point (AP) 31 through a wireless transmission path of several GHz, for example. The access point 31 includes a buffer memory 33 for temporarily storing packets, and transmission / reception data between stations is transmitted / received via the buffer memory 33 of the access point 31.
[0003]
If there is a packet to be transmitted when each of the stations 32-1 to 32-n is not used, that is, when a carrier is not detected by the carrier sense (CS) process, each station 32-1 to 32-n sends a transmission request to the access point 31. When the access point 31 grants a transmission permission for this, the station that has received this transmission permission transmits a packet with the destination added. This packet is once received by the access point 31 and transmitted via the buffer memory 33. The station corresponding to the destination of the packet receives this packet.
[0004]
FIG. 6 is an explanatory view of a conventional communication control method, showing a series of procedures in the access point 31 or the stations 32-1 to 32-n in the CSMA / CA system. It is determined whether or not it has occurred (F1), and when a transmission packet is generated, carrier sense (CS) indicating whether or not the wireless transmission path is in use for sending a packetized transmission request signal (RTS) (F2). If the wireless transmission path is in use, back-off processing is performed (F5).
[0005]
In the back-off, the same processing is performed again after the random postponement time, that is, the back-off time elapses, and the possible range of the back-off time is determined by a contention window (CW). It is done. If the contention window CW is large, the back-off time becomes long, so the possibility of collision is low. On the other hand, if the contention window CW is small, the back-off time is short, and a transmission request is made after a short time. The possibility of a collision increases.
This backoff time

Given in.
[0006]
In step (F2), if it is determined that the wireless transmission path is not used because no carrier is detected, the backoff time is gradually decreased (F3), and it is determined whether or not this backoff time is zero. (F4) When it becomes zero, a packetized transmission request signal (RTS) is transmitted (F7), and then it is determined whether or not a packetized transmission permission signal (CTS) is received (F8). When the transmission permission signal (CTS) is received, the data is packetized and transmitted (F9). When the transmission of this data is completed (F10), it is determined whether or not the packetized acknowledgment signal (ACK) is received. (F11) When this acknowledgment signal is received, transmission is completed.
[0007]
When the transmission permission signal (CTS) for the transmission request signal (RTS) cannot be received, or when the acknowledgment signal (ACK) cannot be received, the contention window (CW) is doubled (F6) and backoff processing is performed. (F5). That is, when the transmission permission signal (CTS) or the acknowledgment signal (ACK) cannot be received, it is a transmission collision, so the contention window is enlarged to reduce the possibility of collision. If transmission collisions occur repeatedly, the contention window is doubled each time to reduce the possibility of transmission collisions.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
Since the packet communication between the stations 32-1 to 32-n is once performed through the access point 31, the traffic at the access point 31 is per station of the stations 32-1 to 32-n. Compared with traffic, the number of stations is simply _NST times. Therefore, when the load is high, the transmission request of the access point 31 itself is generated more frequently than the stations 32-1 to 32-n. However, since the rate of successful transmission is low, the packet in the buffer memory 33 is not transmitted. The number of accumulation increases.
An object of the present invention is to secure an access right of an access point to a wireless transmission path corresponding to a storage state of a buffer memory.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The packet communication apparatus of the present invention, will be described with reference to FIG. 1, if station multiple perform wireless communication by the packet through the access point, performs carrier sense of a radio transmission path, when a carrier is not detected The packet is transmitted after a back-off time determined based on a random value generated in the contention window range, and when the transmission fails after the back-off time elapses, the contention window In the packet communication device 1 of the access point in the system that increases the maximum value and transmits the packet after the elapse of a new back-off time determined based on the random value generated in the new contention window range The buffer memory 2 for temporarily storing packets, and the buffer memory 2 temporarily The packet number monitoring unit 3 for monitoring the accumulation number of packets to be accumulated, in response to the monitoring result by the packet number monitoring unit 3, one of the minimum and maximum contention window for station or A determination processing unit 4 that performs both determinations, and a control unit that sends an update instruction to either or both of the minimum value and the maximum value according to notifications from the packet number monitoring unit 3 and the determination processing unit 4 And 5.
[0010]
Also the determination processing unit 4, the larger the accumulated number of the buffer memory 2 packets, in which largely determines the minimum contention window.
[0011]
In the communication control method of the present invention, when a plurality of stations perform wireless communication using a packet via an access point, the carrier sense of the wireless transmission path is performed, and when no carrier is detected, it is generated within the contention window range. When the packet is transmitted after the back-off time determined based on the random value determined and transmission fails after the back-off time has elapsed, the contention window is enlarged and a new contention window is created. In the communication control method in the access point of the system that transmits the packet after the elapse of a new back-off time determined based on the random value generated in the range, the buffer memory in the access point is temporarily stored. Monitor the increase or decrease in the number of packets that are stored One or both of the minimum value and the maximum value of the contention window that defines the limit are updated in accordance with the increase / decrease of the accumulated number of packets, and the update instruction of the contention window is notified to the station. Including processes.
[0012]
In addition, the access point of the present invention performs carrier sense of the wireless transmission path when a plurality of stations perform wireless communication using packets via the access point, and if no carrier is detected, the access point is generated within the contention window range. When the packet is transmitted after the back-off time determined based on the random number value and transmission fails after the back-off time elapses, the contention window is enlarged and a new contention window is displayed. A contention window for the station according to the amount of packets accumulated at the access point in the system that transmits the packet after the elapse of a new back-off time determined based on a random value generated in the range. Determine the minimum or maximum value of the To ® emissions and a control unit which controls transmission of the values of the update instruction.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The packet communication apparatus is (1) a buffer for temporarily storing packets in the packet communication apparatus 1 in the access point where a plurality of stations perform wireless communication using packets via the access point according to the CSMA / CA method. A memory 2, a packet number monitoring unit 3 for monitoring the number of packets temporarily stored in the buffer memory 2, and transmission permission or contention for the station in accordance with the monitoring result by the packet number monitoring unit 3 A decision processing unit 4 that performs window determination and a control unit 5 that performs transmission control of transmission permission or contention window update instructions according to notifications from the packet number monitoring unit 3 and the determination processing unit 4. .
(2) The determination processing unit 4 is configured to determine that transmission permission is not given when the number of packets stored in the buffer memory 2 exceeds a set value and notify the control unit 5 of the determination. Therefore, the control unit 5 gives priority to packet transmission from the access point without giving transmission permission to the transmission request from the station when the decision processing unit 4 makes a decision not to give transmission permission. Let
(3) The decision processing unit 4 corresponds to the increase / decrease in the number of packets stored in the buffer memory 2 and either one of the minimum value and the maximum value of the contention window that defines the upper limit of the back-off time or Both are determined and notified to the control unit 5. Therefore, the control unit 5 sends a contention window update instruction to each station in accordance with the contention window determination notification.
The communication control method is (4) a communication control method in an access point in which a plurality of stations perform wireless communication using packets via the access point according to the CSMA / CA method. The number of packets stored temporarily is monitored, and when the number of stored packets exceeds a set value, transmission permission is not given to a transmission request from a station, and transmission of packets stored in the buffer memory 2 is performed. This includes the priority control process.
Further, (5) a control process can be included in which the set value for the number of stored packets is set to zero, and transmission permission is given to a transmission request from a station when no packets are stored in the buffer memory 2. That is, when a packet to be transmitted is stored in the buffer memory 2, no transmission permission is given to the transmission request from the station until the packet is transmitted with priority.
(6) A communication control method in an access point in which a plurality of stations perform wireless communication using packets via the access point according to the CSMA / CA method, and is temporarily stored in the buffer memory 2 in the access point. Monitoring the increase or decrease in the accumulated number of packets, and updating either or both of the minimum and maximum contention windows that define the upper limit of the backoff time in response to the increase or decrease in the accumulated number of packets, This includes a process of notifying each station of a contention window update instruction. That is, when the number of packets stored in the buffer memory increases, update control is performed so that the back-off time of each station becomes longer, and priority is given to transmission of packets from the access point.
Figure 1 is an illustration of an embodiment, illustrates the in configuration to the access point, 1 packet communication apparatus, 2 denotes a buffer memory, 3 is the packet number monitoring section, 4 the decision processing unit, 5 controls , 6 is a transmission unit, 7 is a reception unit, 8 is a transmission / reception sharing unit such as a circulator, and 9 is an antenna.
[0016]
Packets from each station are temporarily stored in the buffer memory 2 via the antenna 9, the transmission / reception sharing unit 8, the receiving unit 7, the control unit 5, and the monitoring unit 3, and by carrier sense (CS) in the control unit 5. It is determined whether the wireless transmission path is in use or not, and if it is not in use, a packet is transmitted from the buffer memory 2 via the monitoring unit 3, the control unit 4, the transmission unit 6, the transmission / reception sharing unit 8, and the antenna 9. Is done. Packets transmitted from the access point are also temporarily stored in the buffer memory 2 so that they are transmitted when the wireless transmission path is not used.
[0017]
The packet number monitoring unit 3 monitors the number of packets accumulated in the buffer memory 2 and notifies the control unit 5 of the number. The determination processing unit 4 determines whether the transmission permission signal (CTS) can be transmitted or whether the contention window (CW) can be updated based on the number of packets accumulated via the control unit 5. 5 is provided. The control unit 5 sends a packetized transmission permission signal (CTS) or a contention window (CW) update instruction in accordance with the notification from the decision processing unit 4 via the transmission unit 6, the transmission / reception sharing unit 8, and the antenna 9. To each station.
[0018]
The packet number monitoring unit 3, the determination processing unit 4, the control unit 5 and the like of the packet communication apparatus 1 can be realized by the processing function of the processor, and the writing and reading of packets to and from the buffer memory 2 are already known. Various configurations can be applied. Also, the transmission unit 6 and the reception unit 7 can be applied with a configuration in a known wireless LAN or the like. In that case, it is also possible to adopt a configuration in which the packet communication device 1 is connected to a transmission / reception unit including the transmission unit 6 and the reception unit 7 via a LAN or the like.
[0019]
FIG. 2 shows a flowchart in one embodiment , and (A) corresponds to a case where the set value of the number of packets stored in the buffer memory 2 is set to zero, and a transmission request signal (RTS) from the station is shown. When receiving (A1), it is determined whether or not transmission packets are accumulated in the buffer memory 2 (A2). If not, that is, if the number of accumulated packets does not exceed the set value of zero, it is determined. In accordance with the notification from the processing unit 4, the control unit 5 transmits a transmission permission signal (CTS) (A3), and receives data from the station that has received the transmission permission signal (CTS) (A4).
[0020]
When transmission packets are stored in the buffer memory 2, that is, when the number of stored packets exceeds the set value of zero and is 1 or more, the control unit 5 transmits in accordance with the notification from the decision processing unit 4. The permission signal (CTS) is not transmitted (A5). In this case, the station that has made a transmission request cannot receive the transmission permission signal within a predetermined time, and therefore makes a transmission request again after the back-off time. Accordingly, the access point can preferentially transmit the packet stored in the buffer memory 2.
[0021]
Of Matazu. 2 (B), corresponds to a case where the accumulated number of the set value of the buffer memory 2 packet and larger than zero N _th, when receiving the transmission request signal from the station (RTS) (B1), a buffer determines whether the number of accumulated packets in the memory 2 is greater than the set value N _th (B2), if not exceeded, the control unit 5 in accordance with the notification from the determination processing unit 4 transmits a transmission permission signal (CTS) (B3), and receives data from the station that has received the transmission permission signal (CTS) (B4).
[0022]
Also if the number of accumulated packets exceeds the set value N _th, the control unit 5 in accordance with the notification from the determination processing unit 4 does not transmit the transmission permission signal (CTS) (B5). In this case, as in the case described above, the station that has made the transmission request cannot receive the transmission permission signal within the predetermined time, and therefore makes a transmission request again after the back-off time. Thus, the access point, at the high load, such as a packet is accumulated exceeds the set value N _th in the buffer memory 2, the transmission of packets stored in the buffer memory 2 can be prioritized.
[0023]
Figure 3 is an explanatory view of an embodiment of the present invention, shows an in configuration to the access point 11 the packet communication apparatus, 12 is a buffer memory, 13 a packet number monitoring unit, 14A is CTS determination processing unit, 14B Is a CW determination processing unit, 15 is a control unit, 16 is a transmission unit, 17 is a reception unit, 18 is a shared transmission / reception unit such as a circulator, and 19 is an antenna.
[0024]
This is basically the same as the configuration shown in FIG. 1 described above, and corresponds to the case where the determination processing unit 4 includes a CTS determination processing unit 14A and a CW determination processing unit 14B. The CTS determination processing unit 14A determines whether or not to send a transmission permission signal (CTS) directly from the packet number monitoring unit 13 or based on the accumulated number of packets via the control unit 15. When the accumulated number exceeds the set value, it is determined not to send a transmission permission signal (CTS). The set value can also be zero as described above.
[0025]
The control unit 15 controls whether or not to send the transmission permission signal (CTS) when the transmission request signal (RTS) is received from the station according to the notification of this determination. If the number exceeds the set value and the CTS determination processing unit 14A determines not to grant transmission permission, the transmission permission signal (CTS) for the transmission request signal (RTS) is not transmitted. As a result, the station makes a transmission request after the back-off time, and can give priority to the transmission of the packets stored in the buffer memory 12.
[0026]
Also, the CW determination processing unit 14B is a contention window (CW) station that defines the upper limit of the back-off time corresponding to the increase / decrease of the number of accumulated packets from the packet number monitoring unit 13 through the control unit 15. One or both of the minimum value (CW _min ) and the maximum value (CW _max ) are determined and notified to the control unit 15. In accordance with this notification, the control unit 15 transmits an instruction to update the contention window (CW) to each station.
[0027]
FIG. 4 is a flowchart according to the embodiment of the present invention. FIG. 4A shows the number of accumulated packets monitored by the number-of-packets monitoring unit 13 (a1), and the presence / absence of a change in the number of accumulated packets is determined by the CW determination processing unit 14B. (A2). In this case, the range of the number of accumulated packets is divided into M stages, and the minimum contention window value (CW _min ) corresponding to each stage is determined. The larger the number of accumulated packets, the larger the contention window. The minimum value (CW _min ) is set large.
[0028]
Then, it is determined whether or not the stage of the number of accumulated packets has changed, and if it has not changed, the update determination of the minimum value (CW _min ) of the contention window is not performed, and if the stage has changed to another stage Then, it is determined to update to the minimum value (CW _min ) of the contention window corresponding to the stage (a3). By notifying the control unit 15 of this determination, the control unit 15 transmits the updated minimum value (CW _min ) of the contention window as a parameter to each station (a4). Therefore, each station updates to the minimum value (CW _min ) of the indicated contention window.
[0029]
In (B), the number of accumulated packets is monitored by the packet number monitoring unit 13 (b1), and the presence / absence of a change in the number of accumulated packets is determined by the CW determination processing unit 14B (b2). In this case, the range of the packet accumulation number is divided into M stages, and the maximum contention window value (CW _max ) corresponding to each stage is determined. The larger the packet accumulation number, the larger the contention window. The maximum value (CW _max ) is set large.
[0030]
Then, it is determined whether or not the stage of the number of accumulated packets has changed, and if it has not changed, update determination of the maximum value of the contention window (CW _max ) is not performed, and if the stage has changed to another stage Then, it is determined to update to the maximum contention window value (CW _max ) corresponding to the stage (b3). By notifying the control unit 15 of this determination, the control unit 15 transmits the updated maximum value (CW _max ) of the contention window as a parameter to each station (b4). Therefore, each station updates to the maximum value (CW _max ) of the indicated contention window.
[0031]
(C) monitors the number of stored packets (c1), determines whether or not the number of stored packets has changed (c2), and when changed, the minimum value (CW _min ) and maximum value of the contention window (CW _max ) is updated (c3) and distributed as a new parameter to each station (c4). That is, it shows a case where the update control of both the minimum value (CW _min ) and the maximum value (CW _max ) of the contention windows (A) and (B) is performed.
[0032]
【The invention's effect】
As described above, the present invention is a contention window (CW) station with a backoff time in a wireless LAN or the like in which a plurality of stations perform packet communication via an access point according to the CSMA / CA method. It is determined whether or not to update one or both of the minimum value (CW _min ) and the maximum value (CW _max ).
[0033]
As a result, when the number of packets stored in the buffer memory increases, the access priority of the access point is given by giving a contention window (CW) update instruction to the station so that the back-off time becomes longer. Since the probability of successful transmission of the access point can be ensured even under high load, there is an advantage that a system such as a wireless LAN can be stably operated.
[Brief description of the drawings]
1 is an illustration of an embodiment.
FIG. 2 is a flowchart in one embodiment .
3 is an explanatory view of an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart in the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a wireless packet communication network.
FIG. 6 is an explanatory diagram of a conventional communication control method.

Claims

When multiple stations perform wireless communication using packets via an access point, perform carrier sense on the wireless transmission path, and if no carrier is detected, determine based on the random number generated in the contention window range. The packet is transmitted after the back-off time elapses, and when transmission after the back-off time elapses, the maximum value of the contention window is increased and generated within a new contention window range. In a packet communication device of an access point in a system that transmits the packet after a new back-off time determined based on a random value ,
A buffer memory for temporarily storing the packets;
A packet number monitoring unit for monitoring the accumulated number of the packets temporarily accumulated in the buffer memory;
A determination processing unit for determining one or both of the minimum value and the maximum value of the contention window for the station in response to the monitoring result by the packet number monitoring unit;
A packet communication apparatus comprising: a control unit that sends an update instruction to either one or both of the minimum value and the maximum value in accordance with notifications from the packet number monitoring unit and the determination processing unit. .

2. The packet communication apparatus according to claim 1, wherein the determination processing unit determines a minimum contention window value as the number of packets stored in the buffer memory increases .

When multiple stations perform wireless communication using packets via an access point, perform carrier sense on the wireless transmission path, and if no carrier is detected, determine based on the random number generated in the contention window range. The packet is transmitted after the back-off time elapses, and if the transmission after the back-off time elapses, the contention window is enlarged, and the random value generated in the new contention window range is In the communication control method in the access point of the system that transmits the packet after the elapse of a new back-off time that is originally determined,
Monitoring the increase or decrease of the number of packets temporarily accumulated in the buffer memory at the access point;
Either or both of the minimum value and the maximum value of the contention window that defines the upper limit of the back-off time are updated in accordance with the increase / decrease in the number of accumulated packets, and the contention window of the contention window is transmitted to the station. Including the process of notifying update instructions
A communication control method characterized by the above.

When multiple stations perform wireless communication using packets via an access point, perform carrier sense on the wireless transmission path, and if no carrier is detected, determine based on the random number generated in the contention window range. The packet is transmitted after the back-off time elapses, and if the transmission after the back-off time elapses, the contention window is enlarged, and the random value generated in the new contention window range is In an access point in a system that transmits the packet after a new back-off time determined based on
A control unit that determines a minimum value or a maximum value of a contention window for the station according to the amount of accumulated packets, and performs transmission control of a value update instruction to the station;
An access point characterized by comprising.