JP4095417B2

JP4095417B2 - 無線通信装置

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Publication number: JP4095417B2
Application number: JP2002348406A
Authority: JP
Inventors: 哲也山本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-11-29
Filing date: 2002-11-29
Publication date: 2008-06-04
Anticipated expiration: 2022-11-29
Also published as: JP2004186781A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信環境に応じてパケット長を変化させる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線パケット通信システムにおけるパケット長の最適値は、通信環境によって異なる。誤りのない理想的な通信環境では、パケット長が長いほど伝送効率が良い。その理由は、図１２に示すようにパケット長が長いほど、固定長のパケットヘッダの割合が小さくなるためである。
【０００３】
今、通信路誤りが発生する通常のパケット通信の通信環境を考える。パケット長が長ければ１パケット中にデータ誤りの発生する確率が高くなる。即ち誤り訂正を行わないパケット通信システムにおいては、パケット再送確率が高くなる。このため、パケット長が過度に長いと通信のスループットが低下する。一方、パケット長が短かれば１パケット中に誤りが発生する確率は低くなるが伝送効率は悪くなる。このため、パケット長が過度に短くても通信のスループットが低下する。一般にパケット通信システムでは、パケットの伝送効率とパケット誤り率とのトレードオフで最適なパケット長が存在する。
【０００４】
パケット通信システムにおける最適なパケット長を決定する方法として、通信中のエラーレートを計測する手段を設け、エラーレートに応じたパケットサイズで通信を行うものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−２５６１４９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、重複する周波数帯を使用し、かつ異なる規格の通信手段（例えば、２.４ＧＨｚ帯を用いる無線LANとBluetooth）を備える通信装置では、それら通信手段が互いに近接して、同時に通信を行う場合、相互干渉により双方の通信のエラーレートが増加するという問題が生じる。
【０００７】
この場合、無線LANにとっての干渉源がBluetoothということが分かっているならば、最適な無線LANパケット長の範囲はおのずと決定される。
【０００８】
しかし、上記特許文献１に記載される方法では、無線LANパケット長の許される全ての範囲の中から、パケット長の最適値を求めようとするので、誤差が大きくなる可能性があり、また最適値発見までの時間がかかるという問題がある。このため、発見した最適値が、時々刻々変化する通信環境に対応しきれない場合がある。
【０００９】
さらに、当該方法では、無線LAN装置はエラーレート計測手段を備える必要がある。また、当該方法は、計測したエラーレートを通信相手に送信する手順を取るような独自の無線LANシステムであるため、製造コストが高く、また、他社製品との相互接続性がない。
【００１０】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、より単純な構成で、最適なパケット長を正確、かつ迅速に決定することができるようにすることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の無線通信装置は、無線パケット通信を行う第１無線パケット通信手段と、第２無線パケット通信手段とを備える無線通信装置において、前記第２無線パケット通信手段の動作状況が少なくとも通信状態、スリーブ状態、もしくは停止状態のいずれかを判別する判別手段と、前記判別手段による判別結果に基づいて、前記第１無線パケット通信手段の送信パケット長を設定する設定手段とを備えることを特徴とする。
上記目的を達成するため、請求項６に記載の無線通信装置用制御プログラムは、無線パケット通信を行う第１無線パケット通信手段と、第２無線パケット通信手段とを備える無線通信装置により実行されるプログラムにおいて、前記第２無線パケット通信手段の動作状況が少なくとも通信状態、スリーブ状態、もしくは停止状態のいずれかを判別する判別ステップと、前記判別ステップによる判別結果に基づいて、前記第１無線パケット通信手段の送信パケット長を設定する設定ステップとを前記無線通信装置に実行させることを特徴とする。
上記目的を達成するため、請求項７に記載の無線通信方法は、無線パケット通信を行う第１無線パケット通信手段と、第２無線パケット通信手段とを用いて無線通信する際の無線通信方法において、前記第２無線パケット通信手段の動作状況が少なくとも通信状態、スリーブ状態、もしくは停止状態のいずれかを判別し、この判別結果に基づいて前記第１無線パケット通信手段の送信パケット長を設定することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１３】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る無線通信装置の構成を示すブロック図である。
【００１４】
本発明の実施の形態に係る無線通信装置は、IEEE８０２.１１b準拠の無線ローカルエリアネットワーク（以下「LAN」という）通信を行う無線LANアクセスポイント部１０１と、Bluetooth通信を行うBluetoothアクセスポイント部１０２と、内部レジスタを備え、装置全体を制御する制御部１０３と、各種情報を保持するメモリ１０４と、スイッチ等の入力部１０５と、LED等の出力部１０６と、有線のLANに接続するための有線LAN通信部１０７とを備えている。制御部１０３の内部レジスタには、Bluetoothアクセスポイント部１０２の動作モードに対応した無線LAN通信のパケット長の上限の値が予め書き込まれている。
【００１５】
図２は、図１における無線LANアクセスポイント部１０１の構成を示すブロック図である。
【００１６】
無線LANアクセスポイント部１０１は、アンテナ部２０１と、高周波処理部２０２と、ベースバンド処理部２０３と、媒体アクセス制御（MAC）部２０４とを備え、これらは、順に直列に接続されている。
【００１７】
同図において、データ受信時、無線信号はアンテナ部２０１より取り込まれ、高周波処理部２０２においてベースバンド信号へと変換される。この変換されたベースバンド信号は、ベースバンド処理部２０３でディジタルデータに変換される。この変換されたディジタルデータは、媒体アクセス制御部２０４において、所定のデータフォーマットに変換され、制御部１０３へと送られる。一方、データ送信時は、これとは逆にデータが流れる。媒体アクセス制御部２０４は、制御部１０３からの制御情報や、ベースバンド処理部２０３からの情報を元に、高周波処理部２０２やベースバンド処理部２０３を休止又は停止させることができる。媒体アクセス制御部２０４は、送信パケット長の上限値を規定した送信パケット長設定レジスタを備えている。
【００１８】
図３は図１におけるBluetoothアクセスポイント部１０２の構成を示すブロック図である。
【００１９】
Bluetoothアクセスポイント部１０２は、アンテナ部３０１と、高周波処理部３０２と、ベースバンド処理部３０３と、ホストコントロールＩ／Ｆ（ＨＣＩ）部３０４とを備え、これらは、順に直列に接続されている。
【００２０】
同図において、データ受信時、無線信号はアンテナ部３０１より取り込まれ、高周波処理部３０２においてベースバンド信号へと変換される。この変換されたベースバンド信号は、ベースバンド処理部３０３でディジタルデータに変換される。この変換されたディジタルデータは、ホストコントロールＩ／Ｆ部３０４において、所定のデータフォーマットに変換され、制御部１０３へと送られる。一方、データ送信時は、これとは逆にデータが流れる。ホストコントロールＩ／Ｆ部３０４は、制御部１０３からの制御情報や、ベースバンド処理部３０３からの情報を元に、高周波処理部３０２やベースバンド処理部３０３を休止又は停止させることができる。
【００２１】
図４は、本発明の実施の形態に係る無線通信装置を用いた通信システムの構成を示す図である。
【００２２】
同図において、符号１は図１で示した本発明の実施の形態に係る無線通信装置であり、符号４０１，４０２は無線LAN通信部を備えたコンピュータであり、符号４１１，４１２はBluetooth通信部を備えたコンピュータである。無線通信装置１を介すことで、コンピュータ４０１，４０２，４１１，４１２の全てが互いに通信することが可能となる。また、コンピュータ４０１，４０２，４１１，４１２は無線通信装置１及び有線LAN２を介して、他のネットワーク機器３２と通信することが可能となる。無線通信装置１のBluetoothアクセスポイント部１０２は、コンピュータ４１１，４１２との間で通信が行われているか否かを監視している。コンピュータ４１１，４１２のBluetooth通信部が動作していないか、又はそのBluetooth通信部が低消費電力モードで動作している場合は、無線通信装置１のBluetoothアクセスポイント部１０２から制御部１０３に、Bluetooth通信が行われていない旨の情報が送られる。Bluetoothアクセスポイント部１０２は、この情報を受けた制御部１０３の制御により低消費電力モードに移行する。また、無線通信装置１では、入力手段１０５の操作により、Bluetoothアクセスポイント部１０２を手動で低消費電力モードに移行させることができる。無線LANアクセスポイント部１０１に関しても同様である。
【００２３】
無線通信装置１の無線LANアクセスポイント部１０１及びBluetoothアクセスポイント部１０２は、共に２.４ＧＨｚ帯の周波数を使用して通信する。
【００２４】
Bluetooth通信では、１ＭＨｚの帯域幅を用い、６２５μ秒毎に通信周波数をホップさせて通信を行う。このBluetooth通信の時間と通信周波数との関係を模式的に表したのが図５である。図５の横軸は時間を示し、縦軸は通信周波数を示している。図５における矩形は、その時間、その周波数を用いてBluetooth通信を行っていることを示している。
【００２５】
無線LAN通信では、２２ＭＨｚの帯域幅を用い、基本的には通信周波数を変更せずに通信を行う。無線LAN通信では通信が間欠的に行われ、１１Ｍｂｐｓでの通信時には、１パケットの長さは最大で約１８００μ秒である。この無線LAN通信の時間と通信周波数との関係を模式的に表したのが図６である。図６の横軸は時間を示し、縦軸は通信周波数を示している。図６における矩形は、その時間、その周波数を用いて無線LAN通信を行っていることを示している。
【００２６】
これら２種類の通信が、このまま同時に行われると２つの通信の時間と通信周波数との関係は図７に示すようになる。図７では、無線LAN通信の３パケットのうち、２パケット（全パケットの約６６％）はBluetooth通信と重なり合っている。即ち、無線LAN通信とBluetooth通信とは互いに干渉し合うことになる。
【００２７】
この無線LAN通信とBluetooth通信との干渉をより少なくするためには、無線LAN通信のパケット長の上限を最適な値にする必要がある。
【００２８】
最適な無線LAN通信のパケット長の上限の値は、Bluetoothアクセスポイント部１０２の動作状態に応じた固定値である。この固定値は、対象とする無線通信装置において、予め実験やシミューレーションによって求められる値であり、制御部１０３の内部レジスタ又はメモリ１０４に保持される。Bluetoothアクセスポイント部１０２の動作モードやホッピングパターンに応じた、無線LAN通信の最適パケット長の値を制御部１０３の内部レジスタ又はメモリ１０４に保持しておき、Bluetoothアクセスポイント部１０２の動作状態に応じて、制御部１０３が無線LAN通信のパケット長を決定する。
【００２９】
図８は、制御部１０３の内部レジスタの構成例を示す図である。
【００３０】
制御部１０３の内部レジスタには、Bluetoothアクセスポイント部１０２の動作モードに対応した無線LAN通信のパケット長の上限の値が書き込まれる。同図に示すように、例えば、レジスタ１には、Bluetoothアクセスポイント部１０２の通信時の無線LANパケット長の上限の値を書き込み、レジスタ２には、Bluetoothアクセスポイント部１０２のスリープ時の無線LANパケット長の上限の値を書き込み、レジスタ３には、Bluetoothアクセスポイント部１０２の停止時の無線LANパケット長の上限の値を書き込む。Bluetoothアクセスポイント部１０２は、制御部１０３の制御により、通信、スリープ、又は停止のいずれかの状態になる。制御部１０３は、自身が設定したBluetoothアクセスポイント部１０２の状態に応じて、無線LANパケット長の上限を示す所定のレジスタを読み込む。例えば、Bluetoothアクセスポイント部１０２の通信時は、制御部１０３はレジスタ１の値を読み込み、この値を無線LANアクセスポイント部１０１内の媒体アクセス制御部２０４内部にある送信パケット長設定レジスタに書き込む。無線LANアクセスポイント部１０１は、この送信パケット長設定レジスタに書き込まれた長さでパケットを送信する。尚、レジスタ１〜３の送信パケット長の上限の値は一例であり、これに限られるものではない。
【００３１】
図９は、無線LAN通信のパケット長を設定する際の無線通信装置１の処理を示すフローチャートである。
【００３２】
まず、無線通信装置１の制御部１０３は、Bluetoothアクセスポイント部１０２の動作状況を判別する（ステップＳ９１）。この判別の結果、Bluetoothアクセスポイント部１０２が通信している場合には、無線LANアクセスポイント部１０１が、制御部１０３の制御に基づいてパケット長の上限を４００μ秒（レジスタ１）に設定し、データ通信を行う（ステップＳ９２）。Bluetoothアクセスポイント部１０２がスリープ状態である場合には、無線LANアクセスポイント部１０１が、制御部１０３の制御に基づいてパケット長の上限を８００μ秒（レジスタ２）に設定し、データ通信を行う（ステップＳ９３）。Bluetoothアクセスポイント部１０２が停止している場合には、無線LANアクセスポイント部１０１が、制御部１０３の制御に基づいてパケット長の上限を１８００μ秒（レジスタ３）に設定し、データ通信を行う（ステップＳ９４）。
【００３３】
パケット長の上限を４００μ秒に設定したときの２つの通信（無線LAN通信とBluetooth通信）の時間と通信周波数との関係は図１０に示す。この場合、無線LAN通信の１１パケットのうち、６パケット（約５５％）がBluetooth通信と重なり合っているが、図７に示す場合と比べて、無線LAN通信のパケットがBluetooth通信と重なり合う割合が約１１％減少している。従って、Bluetooth通信と無線LAN通信の双方のパケット再送確率を減少させることができる。
【００３４】
また、パケット長の上限を８００μ秒に設定したときの２つの通信（無線LAN通信とBluetooth通信）の時間と通信周波数との関係は図１１に示す。無線LAN通信の６パケットのうち、３パケットがBluetooth通信と重なり合っている。この場合も、図７と比較して相互干渉の割合が減少する。
【００３５】
上述したように、本実施の形態によれば、制御部１０３により、Bluetoothアクセスポイント部１０２の動作状況が判別され、この判別結果に基づいて無線LANアクセスポイント部１０１における無線LAN通信のパケット長が設定され、データ通信が行われるので、より単純な装置構成で、最適なパケット長を正確、かつ迅速に決定することができる。
【００３６】
特に、無線LAN通信にとっての干渉源がBluetoothということが分かっている場合、無線LAN通信の最適なパケット長は統計的に算出できるので、この値を用いることにより、従来よりも単純な装置構成で、無線LAN通信に最適なパケット長を正確に、かつ迅速に決定することができる。またBluetooth通信と無線LAN通信の相互干渉の確率を減らすことができる。
【００３７】
本発明は、上述した実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムをコンピュータ又は制御部（具体的にはＣＰＵ）に供給し、そのコンピュータ又はＣＰＵが該供給されたプログラムを読出して実行することによっても本発明の目的が達成されることは云うまでもない。
【００３８】
この場合、上記プログラムは、不図示の該プログラムを記録した記録媒体から直接、又はインターネット、商用ネットワーク、若しくはローカルエリアネットワーク等に接続される不図示の他のコンピュータやデータベース等からダウンロードすることにより供給される。
【００３９】
また、上記プログラムは、上述した実施の形態の機能をコンピュータで実現することができればよく、その形態は、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給されるスクリプトデータ等の形態を有するものでもよい。
【００４０】
更にまた、上述した実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムを記録した記録媒体をコンピュータに供給し、そのコンピュータが記録媒体に格納されたプログラムを読出し実行することによっても、本発明の目的が達成されることは云うまでもない。
【００４１】
プログラムを供給する記録媒体としては、例えば、ＲＡＭ、ＮＶ−ＲＡＭ、フロッピー（登録商標）ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ）、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、他のＲＯＭ等の上記プログラムを記憶できるものであればよい。
【００４２】
本発明の実施態様の例を以下に列挙する。
【００４３】
〔実施態様１〕無線パケット通信を行う第１無線パケット通信手段（１０１）と、前記第１無線パケット通信と重複する周波数帯を使用し、かつ前記第１無線パケット通信とは異なる規格の第２無線パケット通信手段（１０２）とを備える無線通信装置において、
前記第２無線パケット通信手段の動作状況を判別する判別手段（１０３）と、前記判別手段による判別結果に基づいて前記第１無線パケット通信手段の送信パケット長の上限値を設定する設定手段（１０１，１０３）とを備えることを特徴とする無線通信装置。
【００４４】
〔実施態様２〕前記第１無線パケット通信の送信パケット長の上限値を予め記憶する記憶手段（１０３，１０４）を備え、前記設定手段は、前記判別手段による判別結果に基づいて前記記憶手段に記憶された送信パケット長の上限値を前記第１無線パケット通信手段の送信パケット長の上限値として設定することを特徴とする実施態様１に記載の無線通信装置。
【００４５】
〔実施形態３〕前記第１無線パケット通信手段は、無線LAN方式の通信を行うことを特徴とする実施形態１に記載の無線通信装置。
【００４６】
〔実施形態４〕前記第１無線パケット通信手段は、無線LAN方式の通信を行い、前記第２無線パケット通信手段は、Bluetooth方式の通信を行うことを特徴とする実施形態１に記載の無線通信装置。
【００４７】
〔実施態様５〕無線パケット通信を行う第１無線パケット通信手段と、前記第１無線パケット通信と重複する周波数帯を使用し、かつ前記第１無線パケット通信とは異なる規格の第２無線パケット通信手段とを備える無線通信装置で使用される無線通信装置用制御プログラムにおいて、前記第２無線パケット通信手段の動作状況を判別する判別ステップと、前記判別ステップによる判別結果に基づいて前記第１無線パケット通信手段の送信パケット長の上限値を設定する設定ステップとを前記無線通信装置に実行させることを特徴とする無線通信装置用制御プログラム。
【００４８】
〔実施態様６〕無線パケット通信を行う第１無線パケット通信手段と、前記第１無線パケット通信と重複する周波数帯を使用し、かつ前記第１無線パケット通信とは異なる規格の第２無線パケット通信手段とを用いて無線通信する際の無線通信方法において、
前記第２無線パケット通信手段の動作状況を判別し、この判別結果に基づいて前記第１無線パケット通信手段の送信パケット長の上限値を設定することを特徴とする無線通信方法。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、より単純な構成、処理で、最適なパケット長を正確、かつ迅速に決定することができる。また、第１無線パケット通信手段と第２無線パケット通信手段の相互干渉の確率を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る無線通信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１における無線LANアクセスポイント部１０１の構成を示すブロック図である。
【図３】図１におけるBluetoothアクセスポイント部１０２の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る無線通信装置を用いた通信システムの構成を示す図である。
【図５】 Bluetooth通信の時間と通信周波数との関係を模式的に表した図である。
【図６】無線LAN通信の時間と通信周波数との関係を模式的に表した図である。
【図７】 Bluetooth通信と無線LAN通信の２種類の通信が同時に行われるときの２つの通信の時間と通信周波数との関係を示す図である。
【図８】制御部１０３の内部レジスタの構成例を示す図である。
【図９】無線LAN通信のパケット長を設定する際の無線通信装置１の処理を示すフローチャートである。
【図１０】パケット長の上限を４００μ秒に設定したときの２つの通信（無線LAN通信とBluetooth通信）の時間と通信周波数との関係を示す図である。
【図１１】パケット長の上限を８００μ秒に設定したときの２つの通信（無線LAN通信とBluetooth通信）の時間と通信周波数との関係を示す図である。
【図１２】パケット長と固定長のパケットヘッダの割合を示す図である。
【符号の説明】
１０１無線LANアクセスポイント部
１０２ Bluetoothアクセスポイント部
１０３制御部
１０４メモリ
１０５入力部
１０６出力部
１０７有線LAN通信部

Claims

無線パケット通信を行う第１無線パケット通信手段と、第２無線パケット通信手段とを備える無線通信装置において、
前記第２無線パケット通信手段の動作状況が少なくとも通信状態、スリーブ状態、もしくは停止状態のいずれかを判別する判別手段と、
前記判別手段による判別結果に基づいて、前記第１無線パケット通信手段の送信パケット長を設定する設定手段とを備えることを特徴とする無線通信装置。
前記第１無線パケット通信に用いる送信パケット長の範囲を予め記憶する記憶手段を備え、
前記設定手段は、前記記憶手段に記憶された送信パケット長の範囲に基づいて前記第１無線パケット通信手段の送信パケット長を設定することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
前記設定手段は、前記第１無線パケット通信手段の送信パケット長の上限値を設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の無線通信装置。
前記第１無線パケット通信手段と前記第２無線パケット通信手段とは、重複する周波数帯を使用して通信することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の無線通信装置。
前記第１無線パケット通信手段は、固定の周波数帯域を用いた通信を行い、
前記第２無線パケット通信手段は、周波数ホッピング方式の通信を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の無線通信装置。
無線パケット通信を行う第１無線パケット通信手段と、第２無線パケット通信手段とを備える無線通信装置により実行されるプログラムにおいて、
前記第２無線パケット通信手段の動作状況が少なくとも通信状態、スリーブ状態、もしくは停止状態のいずれかを判別する判別ステップと、
前記判別ステップによる判別結果に基づいて、前記第１無線パケット通信手段の送信パケット長を設定する設定ステップとを前記無線通信装置に実行させることを特徴とする無線通信装置用制御プログラム。
無線パケット通信を行う第１無線パケット通信手段と、第２無線パケット通信手段とを用いて無線通信する際の無線通信方法において、
前記第２無線パケット通信手段の動作状況が少なくとも通信状態、スリーブ状態、もしくは停止状態のいずれかを判別し、
この判別結果に基づいて前記第１無線パケット通信手段の送信パケット長を設定することを特徴とする無線通信方法。