JP4711830B2 - 無線アクセスシステム - Google Patents

Description

本発明は、無線ＬＡＮシステム等に用いられる無線アクセスシステムに関して、より特定的には、隠れ端末問題の発生を防ぎ、かつスループットの低下を最小限に抑えた無線アクセスシステムに関する。

図１１は、従来の無線ＬＡＮシステムにおける隠れ端末問題を説明する図である。図１１において、従来の無線ＬＡＮシステムは、無線ＬＡＮアクセスポイント９２０と複数の端末９３０〜９３２とを備える。従来の無線ＬＡＮシステムには、端末同士が送信するデータの衝突（コリジョン）を防止するために、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式が適用されている。しかしながら、このような無線ＬＡＮシステムにおいては、電波を遮断する障害物９４０が端末間に存在した場合、端末９３０〜９３１が送信した電波は、端末９３２では受信されなくなる。また、端末９３２が送信した電波は、端末９３０〜９３１では受信されなくなる。そのため、端末９３０〜９３１から見た場合、端末９３２が隠れ端末となる。また、端末９３２から見た場合、端末９３０〜９３１が隠れ端末となる。すなわち、無線ＬＡＮシステムには、いわゆる隠れ端末問題が発生することになる。

この隠れ端末問題を解決する一つの方法として、ＲＴＳ／ＣＴＳ制御方式がある。図１２は、ＲＴＳ／ＣＴＳ制御方式の動作を説明する図である。図１２において、端末９３０は、データ送信を開始するとき、アクセスポイント９２０に対する送信要求として、ＲＴＳパケット９０１を送信する。アクセスポイント９２０は、ＲＴＳパケット９０１を受信すると、端末９３０に対する送信許可として、ＣＴＳパケット９０２を返信する。端末９３０は、ＣＴＳパケット９０２を受信すると、データパケット９０３の送信を開始する。また、ＣＴＳパケット９０２は、端末９３１及び端末９３２でも受信される。端末９３１及び端末９３２は、ＣＴＳパケット９０２を受信すると、端末９３０がデータパケット９０３を送信している間、送信待機状態となる。このように、ＲＴＳ／ＣＴＳ制御方式が適用された無線ＬＡＮシステムは、ある端末がデータを送信している間、他の端末のデータ送信を禁止する。これによって、互いに送信した電波を受信することができない端末同士の間でも送信データの衝突を避けることができるので、隠れ端末問題の発生を防ぐことができる。

ただし、ＲＴＳ／ＣＴＳ制御方式が適用された無線ＬＡＮシステムは、アクセスポイント９２０と端末９３０〜９３２との間でデータ通信が行われる度に、ＲＴＳ／ＣＴＳパケットを送受信する必要がある。そのため、データ通信以外のオーバーヘッドに消費される時間が大きくなり、スループットの低下を引き起こしていた。このようなスループットの低下を防止するシステムとしては、従来、複数の端末の間に隠れ端末が存在するか否かによって通信方式を切替える無線ＬＡＮシステムが開示されている（例えば、特許文献１）。

従来の通信方式を切替える無線ＬＡＮシステムは、隠れ端末が存在する場合は、ＲＴＳ／ＣＴＳ制御方式を用いて、隠れ端末が存在しない場合は、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式を用いてアクセスポイントと端末との間でデータ通信を行う。これによって、隠れ端末が存在しない場合には、ＲＴＳ／ＣＴＳパケットを送受信する必要がなくなり、スループットの低下を防ぐことができる。
特開２００２−２１７９１３号公報

しかしながら、従来の通信方式を切替える無線ＬＡＮシステムにおいては、隠れ端末が存在する場合には、アクセスポイント９２０と端末９３０〜９３２との間でデータ通信が行われる度に、ＲＴＳ／ＣＴＳパケットを送受信する必要がある。そのため、隠れ端末が存在する場合には、結局、オーバーヘッドに消費される時間が大きくなり、スループットの低下を引き起こすという問題点があった。

それ故に、本発明の目的は、互いに送信した電波を受信することができない端末が存在する場合にも、隠れ端末問題の発生を防ぎ、かつスループットの低下を最小限に抑えた無線アクセスシステムを提供することである。

本発明は、電波を用いてデータの送受信を行う無線アクセスシステムに向けられている。そして上記目的を達成するために、本発明の無線アクセスシステムは、複数の端末とアクセスポイントとを備える。複数の端末は、所定の指示に従って電波の送受信を行う。アクセスポイントは、複数の端末を分類して互いに送信した電波を受信することができる端末同士を集めた複数のグループを作成し、複数のグループのいずれか１つのグループにのみ自己との通信許可を与える所定の指示を通知する。

好ましくは、無線アクセスシステムは、アクセスポイントと離れた場所で、複数の端末のいずれかと電波の送受信を行う少なくとも１つのリモートアンテナと、リモートアンテナとアクセスポイントとを接続する伝送路とをさらに備える。

伝送路は、光信号を伝送する光伝送路であってもよい。伝送路が光伝送路である場合、無線アクセスシステムは、電気光／光電気変換部と光電気／電気光変換部とをさらに備える。電気光／光電気変換部は、アクセスポイントを介して入力された電気信号を光信号に変換して光伝送路に出力すると共に、光伝送路を介して入力された光信号を電気信号に変換してアクセスポイントに出力する。光電気／電気光変換部は、光伝送路を介して入力された光信号を電気信号に変換してリモートアンテナに出力すると共に、リモートアンテナを介して入力された電気信号を光信号に変換して光伝送路に出力する。光伝送路には、光ファイバケーブルを用いることができる。また、伝送路は、自由空間であってもよい。

好ましくは、アクセスポイントは、所定の指示として、通信許可を与えるグループに含まれる端末の固有情報と通信許可時間とを複数の端末へ通知する。

アクセスポイントは、第１のグループ作成部を備える。第１のグループ作成部は、複数の端末に対して任意の順番で応答要求パケットを送信し、応答要求パケットに対する応答として端末から応答パケットを受信し、受信した応答パケットに設定されている固有情報に基づいて複数のグループを作成する。

また、端末は、第２のグループ作成部を備える。第２のグループ作成部は、アクセスポイントから受信した応答要求パケットに対する応答として、自身の固有情報と他の端末から受信した固有情報とを応答パケットに設定して、アクセスポイントに対して返信する。

アクセスポイントは、第１の通信制御部をさらに備える。第１の通信制御部は、複数の端末のいずれかから送信要求としてＲＴＳパケットを受信した場合に、通信許可を与える指示として、ＲＴＳパケットを送信したグループに含まれる端末の固有情報と通信許可時間とをＣＴＳパケットに設定し、ＣＴＳパケットを複数の端末に対して送信する。

端末は、第２の通信制御部をさらに備える。第２の通信制御部は、送信データが発生した場合に、アクセスポイントに対してＲＴＳパケットを送信し、ＲＴＳパケットに対する応答としてアクセスポイントからＣＴＳパケットを受信し、受信したＣＴＳパケットに設定されている固有情報に自身の固有情報が含まれていた場合に通信許可が与えられたと判断し、通信許可時間だけアクセスポイントと通信を行う。

アクセスポイントは、予め定められた時間を通信許可時間とすることができる。また、アクセスポイントは、通信許可時間をオペレータの指示に応じて決定してもよいし、複数のグループに含まれる端末数によって決定してもよい。また、複数のグループに含まれる端末の送信待ちデータ量に応じて決定してもよい。

また、本発明は、電波を用いてデータの送受信を行う無線アクセス方法にも向けられている。そして、上記目的を達成させるために、本発明の無線アクセス方法は、アクセスポイントと複数の端末とに以下のステップを備える。アクセスポイントは、複数の端末に対して任意の順番で応答要求パケットを送信するステップと、応答要求パケットに対する応答として端末から応答パケットを受信するステップと、受信した応答パケットに設定されている固有情報に基づいて、複数のグループを作成するステップとを備える。また、端末は、アクセスポイントから応答要求パケットを受信するステップと、応答要求パケットに対する応答として、自身の固有情報と他の端末から受信した固有情報とを応答パケットに設定して、アクセスポイントに対して返信するステップとを備える。

また、アクセスポイントは、複数の端末のいずれかから送信要求としてＲＴＳパケットを受信した場合に、通信許可を与える指示として、ＲＴＳパケットを送信したグループに含まれる端末の固有情報と通信許可時間とをＣＴＳパケットに設定するステップと、ＣＴＳパケットを複数の端末に対して送信するステップとをさらに備える。端末は、送信データが発生した場合に、アクセスポイントに対してＲＴＳパケットを送信するステップと、ＲＴＳパケットに対する応答としてアクセスポイントからＣＴＳパケットを受信するステップと、受信したＣＴＳパケットに設定されている固有情報に自身の固有情報が含まれていた場合に通信許可が与えられたと判断し、通信許可時間だけアクセスポイントと通信を行うステップとをさらに備える。

以上のように本発明によれば、グループ作成部において、複数の端末を分類して互いに送信した電波を受信することができる端末同士を集めたグループを作成する。そして、通信制御部において、各グループに対して通信区間と待機区間とを別々に割り当てて、アクセスポイントと端末との間の通信をそれぞれのグループ毎に行うように制御する。これによって、互いに送信した電波が届かない端末同士の間でも、隠れ端末問題の発生を防ぐことができる。また、グループ毎にＲＴＳ／ＣＴＳパケットを送受信するので、従来の隠れ端末問題の解決方法の一つである、端末毎にＲＴＳ／ＣＴＳパケットを送受信する方式と比較してオーバーヘッドに消費する時間を抑えることができ、スループットの低下を最小限に抑えることができる。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る無線アクセスシステムのネットワーク構成の一例を示す図である。図１において、第１の実施形態に係る無線アクセスシステムは、アクセスポイント１２と複数の端末１３１〜１３３、１４１〜１４２とを備える。なお、アクセスポイント１２は、通信ケーブル１１を介して、インターネット網などの通信網１０と接続されているものとする。

アクセスポイント１２は、通信ケーブル１１を介して入力された電気信号を無線信号に変換して自由空間に送信すると共に、端末１３１〜１３３、１４１〜１４２から受信した無線信号を電気信号に変換して通信ケーブル１１に送信する。端末１３１〜１３３、１４１〜１４２は、アクセスポイント１２から受信した無線信号を復調してデータを得ると共に、データを変調して得られた無線信号を電波として自由区間に送信する。

ここで、端末１３１〜１３３と端末１４１〜１４２との間に、電波を遮断する電波遮蔽物１５が存在する場合を考える。この場合、端末１３１〜１３３が送信した電波は、電波遮蔽物１５によって、端末１４１〜１４２では受信されない。同様に、端末１４１〜１４２が送信した電波は、端末１３１〜１３３では受信されない。すなわち、端末１３１〜１３３から見た場合、端末１４１〜１４２が隠れ端末となる。また、端末１４１〜１４２から見た場合、端末１３１〜１３３が隠れ端末となる。

以下に、本発明の第１の実施形態に係る無線アクセスシステムの動作について説明する。まず、無線アクセスシステムにおいて、アクセスポイント１２は、互い送信した電波を受信することができる端末同士をグループ化して、それぞれのグループ内では隠れ端末が存在しない複数のグループを作成する。この例では、アクセスポイント１２は、端末１３１〜１３３をグループＡに、端末１４１〜１４２をグループＢにグループ化する。

次に、アクセスポイント１２は、グループ毎に通信区間と待機区間とを割り当てて、それぞれのグループ毎に端末との通信を行う。図２は、アクセスポイント１２と各グループとの通信の様子を模式的に示す図である。図２において、グループＡがアクセスポイント１２と通信している間、グループＢは、アクセスポイント１２との通信を待機する。同様に、グループＢがアクセスポイント１２と通信している間、グループＡは、アクセスポイント１２との通信を待機する。これによって、グループＡとグループＢとの間では、互いに送信する電波の衝突が起こらないため、隠れ端末問題の発生を防ぐことができる。

アクセスポイント１２は、各グループに割り当てる通信区間と待機区間とを、各グループに属する端末数に応じて決定する。例えば、アクセスポイント１２は、グループＡに属する端末が３台、グループＢに属する端末が２台である場合、グループＡに３秒、グループＢに２秒の通信区間を割り当てることができる。

図３は、本発明の第１の実施形態に係る無線アクセスシステムの機能的構成の一例を示すブロック図である。図３（ａ）は、アクセスポイント１２の構成を示している。図３（ｂ）は、端末の構成を示している。図３において、アクセスポイント１２は、第１のグループ作成部１２ｇと第１の通信制御部１２ｃとを備える。端末は、第２のグループ作成部１３ｇと第２の通信制御部１３ｃとを備える。

第１の実施形態に係る無線アクセスシステムは、アクセスポイント１２が備える第１のグループ作成部１２ｇと、端末が備える第２のグループ作成部１３ｇとが共同して、上述したグループの作成を行う。そのため、第１のグループ作成部１２ｇと第２のグループ作成部１３ｇとを合わせた構成を、単にグループ作成部として捉えることもできる。また、アクセスポイント１２が備える第１の通信制御部１２ｃと、端末が備える第２の通信制御部１３ｃとが共同して、上述したグループ毎に行う通信を制御する。そのため、第１の通信制御部１２ｃと第２の通信制御部１３ｃとを合わせた構成を、単に通信制御部として捉えることもできる。

図４は、第１の実施形態に係るグループ作成部の動作を説明する図である。なお、図４の説明では、第１のグループ作成部１２ｇの動作をアクセスポイント１２の動作として、第２のグループ作成部１３ｇの動作を端末の動作として説明する。図４において、アクセスポイント１２は、全ての端末１３１〜１３３、１４１〜１４２に対して、応答要求パケットを順番に送信する（図示せず）。アクセスポイント１２は、端末に対してどんな順番で応答要求パケットを送信してもよいが、ここでは、端末１３１、１３２、１３３、１４１、１４２の順番に応答要求パケットを送信するものとする。

端末１３１は、アクセスポイント１２から応答要求パケットを受信すると、端末１３１の固有情報（Ａ１３１）を設定した応答パケットＰ１３１を、アクセスポイント１２に対して返信する。端末１３１の固有情報（Ａ１３１）とは、例えば、端末１３１に設定されたＩＰアドレスやＭＡＣアドレスなどである。また、応答パケットＰ１３１は、電波が届く範囲で他の端末でも受信されることになる。具体的には、応答パケットＰ１３１は、端末１３２及び端末１３３でも受信される。しかし、応答パケットＰ１３１は、端末１４１及び端末１４２では受信されない。

端末１３２は、アクセスポイント１２から応答要求パケットを受信すると、端末１３２の固有情報（Ａ１３２）と、それまでに受信した固有情報（Ａ１３１）とを設定した応答パケットＰ１３２を、アクセスポイント１２に対して返信する。応答パケットＰ１３２は、端末１３１及び端末１３３でも受信される。同様に、端末１３３は、アクセスポイント１２から応答要求パケットを受信すると、端末１３３の固有情報（Ａ１３３）と、それまでに受信した固有情報（Ａ１３２、Ａ１３１）とを設定した応答パケットＰ１３３を、アクセスポイント１２に対して返信する。すなわち、応答パケットＰ１３３には、互いに送信した電波を受信することができる全ての端末１３１〜１３３の固有情報（Ａ１３１〜Ａ１３３）が設定されることになる。

端末１４１は、アクセスポイント１２から応答要求パケットを受信すると、端末１４１の固有情報（Ｂ１４１）と、それまでに受信した固有情報とを設定した応答パケットＰ１４１をアクセスポイント１２に対して返信する。ただし、端末１４１は、電波遮蔽物１５によって、応答パケットＰ１３１〜１３３を受信していない。そのため、応答パケットＰ１４１には、端末１４１の固有情報（Ｂ１４１）のみが設定されることになる。同様に、端末１４２は、端末１４２の固有情報（Ｂ１４２）と、それまでに受信した固有情報（Ｂ１４１）とを設定した応答パケットＰ１４２を、アクセスポイント１２に対して返信する。すなわち、パケットＰ１４２には、互いに送信した電波を受信することができる全ての端末１４１〜１４２の固有情報（Ｂ１４１〜Ｂ１４２）が設定されることになる。

アクセスポイント１２は、端末１３１〜１３３、１４１〜１４２から返信されたパケットＰ１３１〜１３３、Ｐ１４１〜１４２に基づいて、互いに送信した電波を受信することができる端末同士を知ることができる。そして、アクセスポイント１２は、互いに送信した電波を受信することができる端末同士をグループ化して、複数のグループを作成する。具体的には、アクセスポイント１２は、パケットＰ１３３に設定されている固有情報に基づいて端末１３１〜１３４をグループＡに、パケットＰ１４２に設定されている固有情報に基づいて端末１４１〜１４２をグループＢにグループ化する。

図５は、第１の実施形態に係る通信制御部の動作を説明する図である。なお、図５の説明では、第１の通信制御部１２ｃの動作をアクセスポイント１２の動作として、第２の通信制御部１３ｃの動作を端末の動作として説明する。図５には、グループＡとグループＢとの通信を切替える方法として、ＲＴＳ／ＣＴＳパケットを用いた方法を示してある。図５を参照して、端末のグループ化後に、グループＡに属するいずれかの端末から送信データが発生したとする。この場合、グループＡに属するいずれかの端末は、グループＡに対する送信許可を求めるため、アクセスポイント１２に対してＲＴＳパケット２２１を送信する。アクセスポイント１２は、ＲＴＳパケット２２１を受信すると、グループＡに対する送信許可としてＣＴＳパケット２２２を返信する。このＣＴＳパケット２２２には、グループＡに属する全ての端末の固有情報（Ａ１３１〜１３３）と、グループＡに与える通信区間の長さとが設定される。なお、通信区間の長さとは、通信を許可する時間（通信許可時間）のことである。

ＣＴＳパケット２２２は、グループＡ及びグループＢに属する全ての端末１３１〜１３３、１４１〜１４２で受信される。端末１３１〜１３３、１４１〜１４２は、受信したＣＴＳパケット２２２に自分の固有情報が設定されているか否かで、自分が所属するグループに通信区間が割り当てられたか否かを判断する。グループＡに属する端末１３１〜１３３は、受信したＣＴＳパケット２２２に自分の固有情報が設定されているので、グループＡの通信区間であると判断する。グループＡに属する端末１３１〜１３３は、通信区間であると判断した場合、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式に従って、通信区間が終了するまでアクセスポイント１２との間でデータ通信を行う。

一方、グループＢに属する端末１４１〜１４２は、受信したＣＴＳパケット２２２に自分の固有情報が設定されていないので、グループＢの待機区間であると判断する。グループＢに属する端末１４１〜１４２は、待機区間であると判断した場合、待機区間が終了するまでアクセスポイント１２との間でデータ通信を待機する。

ここで、グループＢの待機区間において、グループＢに属するいずれかの端末から送信データが発生した場合を考える。この場合、グループＢに属する端末は、待機区間が終了してから、アクセスポイント１２に対してＲＴＳパケット２２３を送信する。アクセスポイント１２は、グループＢに属する端末からＲＴＳパケット２２３を受信すると、グループＢに対する送信許可としてＣＴＳパケット２２４を返信する。グループＢに属する端末１４１〜１４２は、ＣＴＳパケット２２４を受信することで通信区間であると判断する。一方、グループＡに属する端末１３１〜１３３は、ＣＴＳパケット２２４を受信することで待機区間であると判断する。第１の実施形態に係る無線アクセスシステムは、上述した動作を繰り返すことで、アクセスポイント１２と端末１３１〜１３３、１４１〜１４２との間でのデータ通信を制御する。

以上のように、第１の実施形態に係る無線アクセスシステムによれば、グループ作成部において、複数の端末を分類して互いに送信した電波を受信することができる端末同士を集めたグループを作成する。そして、通信制御部において、各グループに対して通信区間と待機区間とを別々に割り当てて、アクセスポイント１２と端末１３１〜１３３、１４１〜１４２との間の通信をグループ毎に行うように制御する。これによって、第１の実施形態に係る無線アクセスシステムは、互いに送信した電波が届かない端末同士の間でも、隠れ端末問題の発生を防ぐことができる。また、グループ毎にＲＴＳ／ＣＴＳパケットを送受信するので、従来の隠れ端末問題の解決方法の一つである、端末毎にＲＴＳ／ＣＴＳパケットを送受信する方式と比較して、オーバーヘッドに消費する時間を抑えることができ、スループットの低下を最小限に抑えることができる。

なお、第１の実施形態に係る無線アクセスシステムにおいて、アクセスポイント１２は、上述した動作以外の方法を用いて、互いに送信した電波を受信できる端末同士を集めたグループを作成してもよい。例えば、ユーザは、電波遮蔽物１５や端末間の距離などから、互い送信した電波を受信することができる端末同士を知ることができる。そして、ユーザは、それらの情報をアクセスポイント１２に対して指示する。アクセスポイント１２は、ユーザの指示に従って、互い送信した電波を受信することができる端末同士をグループ化してもよい。

また、アクセスポイント１２は、端末のグループ化が終了した後に、全ての端末１３１〜１３３、１４１〜１４２に対してグループ情報を一斉に送信してもよい。グループ情報には、グループＡやグループＢなどを示す情報が設定される。端末１３１〜１３３、１４１〜１４２は、グループ情報を受信することで、自分が所属するグループを知ることができる。そのため、アクセスポイント１２は、端末に対して通信許可を送信するとき、端末の固有情報でなくグループ情報を用いることができる。

また、アクセスポイント１２は、あるグループの通信区間中に端末との間でデータ通信が一定時間以上なければ、ＣＴＳパケットを端末に向けて送信し、当該グループの通信区間を強制終了させてもよい。これによって、無線アクセスシステムは、無駄な通信区間の割り振りを減らし、効率の良い通信を行うことができる。

また、アクセスポイント１２は、各グループに割り当てる通信区間と待機区間とを、各グループに属する端末数に応じて決定していたが、オペレータの指示に応じて決定してもよい。これによって、無線アクセスシステムは、オペレータの意図に沿った形で、各グループに対して通信区間と待機区間とを割り当てることができ、より柔軟なシステムの運用が可能となる。

またさらに、アクセスポイント１２は、各グループに割り当てる通信区間と待機区間とを、予め決められたタイミングに従って決定してもよい。この場合、アクセスポイント１２は、端末のグループ化が終了した後に、全ての端末１３１〜１３３、１４１〜１４２に対して、通信区間と待機区間とを切替えるタイミングを通知する。例えば、アクセスポイント１２は、グループＡに対して５秒、グループＢに対して３秒の通信許可時間を交互に与える場合、その通信許可時間を端末１３１〜１３３、１４１〜１４２に対して通知する。端末１３１〜１３３、１４１〜１４２は、通知されたタイミングに従って、通信区間と待機区間とを切替える。

（第２の実施形態）
第２の実施形態に係る無線アクセスシステムは、第１の実施形態と比較して通信制御部の動作が異なる。第１の実施形態に係る通信制御部は、各グループに割り当てる通信区間と待機区間とを、各グループに属する端末数に応じて決定していた。これに対して、第２の実施形態に係る通信制御部は、各グループに割り当てる通信区間と待機区間とを、各グループに属する端末の送信待ちデータ量によって決定する。なお、通信制御部以外の動作は、第１の実施形態と同様である。

図６は、第２の実施形態に係る通信制御部の動作を説明する図である。なお、図６の説明でも、第１の通信制御部１２ｃの動作をアクセスポイント１２の動作として、第２の通信制御部１３ｃの動作を端末の動作として説明する。図６において、アクセスポイント１２は、端末１３１〜１３３、１４１〜１４２をグループ化した後、実際の送信待ちデータ量を知るために、全ての端末に対して、送信待ち情報要求パケット２２５を送信する。送信待ち情報要求パケット２２５を受信した端末１３１〜１３３、１４１〜１４２は、送信待ちデータがある場合、送信待ちデータ長を設定した送信待ち情報パケット２２６を、アクセスポイント１２に対して返信する。

アクセスポイント１２は、送信待ち情報パケット２２６に設定されている送信待ちデータ長に基づいて、グループＡ及びグループＢに割り当てる通信区間の順番、及び通信区間の長さを決定する。例えば、アクセスポイント１２が実際に受信した送信待ちデータ量が、グループＡ全体で２Ｋｂｙｔｅ、グループＢ全体で１Ｋｂｙｔｅであるとする。この場合、アクセスポイント１２は、データ量の多いグループＡに対して先に通信区間を２秒割り当て、その次にグループＢに対して通信区間を１秒割り当てることができる。アクセスポイント１２は、通信を許可する端末の固有情報、及び通信区間の長さをＣＴＳパケット２２７に設定して、端末１３１〜１３３、１４１〜１４２に対して送信する。

端末１３１〜１３３、１４１〜１４２は、受信したＣＴＳパケット２２７に基づいて、通信区間又は待機区間であることを判断して、アクセスポイント１２との間でデータ通信を行う。このＣＴＳパケット２２７を受信した後の端末１３１〜１３３、１４１〜１４２の動作は、第１の実施形態と同様である。アクセスポイント１２は、端末１３１〜１３３、１４１〜１４２との間で一通りのデータ通信が終わると、再び送信待ち情報要求パケット２２８を端末１３１〜１３３、１４１〜１４２に対して送信する。無線アクセスシステムは、上述した動作を繰り返すことで、互いに送信した電波が届かない端末同士の間でも、隠れ端末問題の発生を防ぐことができる。

以上のように、本発明の第２の実施形態に係る無線アクセスシステムによれば、各グループに割り当てる通信区間と待機区間とを、各グループに属する端末の送信待ちデータ量によって決定する。そのため、無線アクセスシステムは、実際のトラフィック量に応じた形で通信区間と待機区間とを割り当てることができ、通信の効率を上げることができる。

なお、第２の実施形態に係る無線アクセスシステムにおいて、端末１３１〜１３３、１４１〜１４２は、直前の待機区間で発生したデータ（すなわち、送信待ちデータ）の長さを、その直後の通信区間において送信してもよい。図７は、直前の待機区間で発生したデータの長さを通信区間において送信する無線アクセスシステムの動作を説明する図である。図７を参照して、例えば、待機区間において、グループＢに属するいずれかの端末から送信データが発生した場合を考える。この場合、グループＢに属するいずれかの端末は、待機区間で発生した送信データの長さを設定した送信待ち情報パケット２２８を、アクセスポイント１２に対して送信する。

アクセスポイント１２は、受信した送信待ち情報パケット２２８に基づいて、グループＡ及びグループＢに割り当てる通信区間の順番、及び通信区間の長さを決定することができる。これによって、アクセスポイント１２は、待機区間で発生した送信待ちデータを、送信待ち情報要求パケット２２５で問い合わせる必要がなくなるので、スループットの低下を抑えた効率の良い通信を行うことができる。

（第３の実施形態）
図８は、第３の実施形態に係る無線アクセスシステムのネットワーク構成の一例を示す図である。第３の実施形態に係る無線アクセスシステムは、１つのアクセスポイント２０が複数のリモートアンテナを備え、広い範囲の通信エリアをカバーすることができる。図８において、第３の実施形態に係る無線アクセスシステムは、アクセスポイント２０と、リモートアンテナ２１と、リモートアンテナ２２と、伝送路２３と、複数の端末１３１〜１３３、１４１〜１４２とを備える。アクセスポイント２０は、リモートアンテナ２１を介して端末１３１〜１３３と、リモートアンテナ２２を介して端末１４１〜１４２と通信する。なお、伝送路２３は、無線信号によって接続される自由空間であってもよい。

ここで、端末１３１〜１３３は、リモートアンテナ２１とリモートアンテナ２２とが離れた場所に存在する等の理由によって、端末１４１〜１４２が発信した電波を受信できないものとする。また、端末１４１〜１４２も、端末１３１〜１３３が発信した電波を受信できないものとする。このような場合、第３の実施形態に係る無線アクセスシステムは、第１の実施形態に係る無線アクセスシステムと同様に、端末１３１〜１３３をグループＡに、端末１４１〜１４２をグループＢにグループ化して、それぞれのグループ毎に通信区間と待機区間とを割り当てる。これによって、第３の実施形態に係る無線アクセスシステムは、互いに送信した電波が届かない端末同士の間でも、隠れ端末問題の発生を防ぐことができる。

以上のように、第３の実施形態に係る無線アクセスシステムによれば、第１及び第２の実施形態に係る無線アクセスシステムと同様に、隠れ端末問題の発生を防ぐことができる。また、１つのアクセスポイント２０が複数のリモートアンテナを備えることで、より広い範囲の通信エリアをカバーすることができる。

（第４の実施形態）
図９は、第４の実施形態に係る無線アクセスシステムのネットワーク構成の一例を示す図である。第４の実施形態に係る無線アクセスシステムは、第３の実施形態に係る無線アクセスシステムにおけるアクセスポイント２０からリモートアンテナ２１、２２までの間を、光信号を使った通信に置き換えたものである。図９において、第４の実施形態に係る無線アクセスシステムは、アクセスポイント２０と、光電気／電気光変換部２４と、リモートアンテナユニット２５と、リモートアンテナユニット２６と、光伝送路２７と、複数の端末１３１〜１３３、１４１〜１４２とを備える。

光電気／電気光変換部２４は、アクセスポイント２０から入力された電気信号を光信号に変換すると共に、光伝送路２７から入力された光信号を電気信号に変換してアクセスポイント２０に出力する。光伝送路２７は、光電気／電気光変換部２４とリモートアンテナユニット２５、２６との間を接続する。光伝送路２７には、例えば、光ファーバーケーブルが用いられる。リモートアンテナユニット２５、２６は、光伝送路２７から入力された光信号を無線信号に変換して自由区間に送信すると共に、端末１３１〜１３３、１４１〜１４２から受信した無線信号を光信号に変換して光伝送路２７に送信する。なお、リモートアンテナユニット２５は、アンテナ２１と光電気／電気光変換部２８とから構成される。また、リモートアンテナユニット２６は、アンテナ２２と光電気／電気光変換部２９とから構成される。

第４の実施形態に係る無線アクセスシステムは、第３の実施形態に係る無線アクセスシステムと同様に、端末１３１〜１３３をグループＡに、端末１４１〜１４２をグループＢにグループ化して、それぞれのグループ毎に通信区間と待機区間とを割り当てる。これによって、第４の実施形態に係る無線アクセスシステムは、互いに送信した電波が届かない端末同士の間でも、隠れ端末問題の発生を防ぐことができる。

以上のように、第４の実施形態に係る無線アクセスシステムによれば、第３の実施形態に係る無線アクセスシステムと同様に、隠れ端末問題の発生を防ぐことができる。また、複数のアンテナユニットを光伝送路２７で広い範囲に設置することができるため、１つのアクセスポイント２０でカバーできる通信エリアを拡大することができる。

なお、第４の実施形態に係る無線アクセスシステムは、複数のアクセスポイントを備え、複数のアクセスポイントをスイッチによって切替える構成とすることもできる。図１０は、複数のアクセスポイントを切替える無線アクセスシステムのネットワーク構成の一例を示す図である。図１０において、無線アクセスシステムは、アクセスポイント３１及びアクセスポイント３２をスイッチ３３によって切替える。これによって、端末１３１〜１３３、１４１〜１４２は、任意のアクセスポイントとの通信が可能となる。無線アクセスシステムは、例えば端末の通信方式の違いによって、アクセスポイント３１及びアクセスポイント３２を切替える。これによって、無線アクセスシステムは、異なる通信方式の端末が混在している場合でも、隠れ端末問題の発生を防ぐことができる。

本発明の無線アクセスシステムは、無線ＬＡＮシステム等における隠れ端末問題を解決する方法等として有用である。

本発明の第１の実施形態に係る無線アクセスシステムのネットワーク構成の一例を示すブロック図 アクセスポイント１２と各グループとの通信の様子を模式的に示す図 本発明の第１の実施形態に係る無線アクセスシステムの機能的構成の一例を示すブロック図 第１の実施形態に係るグループ作成部の動作を説明する図 第１の実施形態に係る通信制御部の動作を説明する図 第２の実施形態に係る通信制御部の動作を説明する図 直前の待機区間で発生したデータの長さを通信区間において送信する無線アクセスシステムの動作を説明する図 第３の実施形態に係る無線アクセスシステムのネットワーク構成の一例を示す図 第４の実施形態に係る無線アクセスシステムのネットワーク構成の一例を示す図 複数のアクセスポイントを切替える無線アクセスシステムのネットワーク構成の一例を示す図 従来の無線ＬＡＮシステムにおける隠れ端末問題を説明する図 ＲＴＳ／ＣＴＳ制御方式の動作を説明する図

符号の説明

１０ 通信網
１１ 通信ケーブル
１２、２０、３１、３２ アクセスポイント
１２ｇ、１３ｇ グループ作成部
１２ｃ、１３ｃ 通信制御部
１５ 電波遮蔽物
２１、２２ リモートアンテナ
２３ 伝送路
２４、２８、２９、３４、３７ 光電気／電気光変換器
２５、２６ リモートアンテナユニット
２７ 光伝送路
３３ スイッチ
１３１〜１３３、１４１〜１４２ 端末
Ｐ１３１〜Ｐ１３３、Ｐ１４１〜Ｐ１４２ パケット
２２１〜２２８ パケット

Claims (13)

1. 電波を用いてデータの送受信を行う無線アクセスシステムであって、
   所定の指示に従って電波の送受信を行う複数の端末と、
   前記複数の端末を分類して互いに送信した電波を受信することができる端末同士を集めた複数のグループを作成し、当該複数のグループのいずれか１つのグループにのみ自己との通信許可を与える前記所定の指示を、前記複数の端末へ通知するアクセスポイントとを備え、
   前記アクセスポイントは、
   前記複数の端末に対して任意の順番で応答要求パケットを送信し、当該応答要求パケットに対する応答として前記端末から応答パケットを受信し、当該受信した応答パケットに設定されている固有情報に基づいて、前記複数のグループを作成する第１のグループ作成部を備え、
   前記端末は、
   前記アクセスポイントから受信した前記応答要求パケットに対する応答として、自身の固有情報と他の端末から受信した固有情報とを前記応答パケットに設定して、前記アクセスポイントに対して返信する第２のグループ作成部を備えることを特徴とする、無線アクセスシステム。
2. 前記アクセスポイントは、
   前記複数の端末のいずれかから送信要求としてＲＴＳパケットを受信した場合に、前記通信許可を与える指示として、当該ＲＴＳパケットを送信したグループに含まれる端末の固有情報と通信許可時間とをＣＴＳパケットに設定し、当該ＣＴＳパケットを前記複数の端末に対して送信する第１の通信制御部をさらに備え、
   前記端末は、
   送信データが発生した場合に、前記アクセスポイントに対して前記ＲＴＳパケットを送信し、前記ＲＴＳパケットに対する応答として前記アクセスポイントから前記ＣＴＳパケットを受信し、当該受信したＣＴＳパケットに設定されている固有情報に自身の固有情報が含まれていた場合に前記通信許可が与えられたと判断し、前記通信許可時間だけ前記アクセスポイントと通信を行う第２の通信制御部をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の無線アクセスシステム。
3. 前記アクセスポイントと離れた場所で、前記複数の端末のいずれかと電波の送受信を行う少なくとも１つのリモートアンテナと、
   前記リモートアンテナと前記アクセスポイントとを接続する伝送路とをさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の無線アクセスシステム。
4. 前記伝送路は、光信号を伝送する光伝送路であり、
   前記アクセスポイントを介して入力された電気信号を光信号に変換して前記光伝送路に出力すると共に、前記光伝送路を介して入力された光信号を電気信号に変換して前記アクセスポイントに出力する電気光／光電気変換部と、
   前記光伝送路を介して入力された光信号を電気信号に変換して前記リモートアンテナに出力すると共に、前記リモートアンテナを介して入力された電気信号を光信号に変換して前記光伝送路に出力する光電気／電気光変換部とをさらに備えることを特徴とする、請求項３に記載の無線アクセスシステム。
5. 前記アクセスポイントは、前記所定の指示として、前記通信許可を与えるグループに含まれる端末の固有情報と通信許可時間とを、前記複数の端末へ通知することを特徴とする、請求項１に記載の無線アクセスシステム。
6. 前記アクセスポイントは、予め定められた時間を前記通信許可時間とすることを特徴とする、請求項５に記載の無線アクセスシステム。
7. 前記アクセスポイントは、前記通信許可時間をオペレータの指示に応じて決定することを特徴とする、請求項５に記載の無線アクセスシステム。
8. 前記アクセスポイントは、前記通信許可時間を前記複数のグループに含まれる端末数によって決定することを特徴とする、請求項５に記載の無線アクセスシステム。
9. 前記アクセスポイントは、前記通信許可時間を前記複数のグループに含まれる端末の送信待ちデータ量に応じて決定することを特徴とする、請求項５に記載の無線アクセスシステム。
10. 前記伝送路は、自由空間であることを特徴とする、請求項３に記載の無線アクセスシステム。
11. 前記光伝送路は、光ファイバケーブルであることを特徴とする、請求項４に記載の無線アクセスシステム。
12. 電波を用いてデータの送受信を行う無線アクセス方法であって、
    所定の指示に従って電波の送受信を行う複数の端末と、
    前記複数の端末を分類して互いに送信した電波を受信することができる端末同士を集めた複数のグループであって、前記複数のグループのいずれか１つのグループには、他のいずれか１つのグループに含まれる端末とは互いに送信した電波を受信できない端末を含む複数のグループを作成し、当該複数のグループのいずれか１つのグループにのみ自己との通信許可を与える前記所定の指示を、前記複数の端末へ通知するアクセスポイントとを備え、
    前記アクセスポイントは、
    前記複数の端末に対して任意の順番で応答要求パケットを送信するステップと、
    当該応答要求パケットに対する応答として前記端末から応答パケットを受信するステップと、
    当該受信した当該応答パケットに設定されている固有情報に基づいて、前記複数のグループを作成するステップとを備え、
    前記端末は、
    前記アクセスポイントから前記応答要求パケットを受信するステップと、
    当該応答要求パケットに対する応答として、自身の固有情報と他の端末から受信した固有情報とを前記応答パケットに設定して、前記アクセスポイントに対して返信するステップとを備えることを特徴とする、無線アクセス方法。
13. 前記アクセスポイントは、
    前記複数の端末のいずれかから送信要求としてＲＴＳパケットを受信した場合に、前記通信許可を与える指示として、当該ＲＴＳパケットを送信したグループに含まれる端末の固有情報と通信許可時間とをＣＴＳパケットに設定するステップと、
    当該ＣＴＳパケットを前記複数の端末に対して送信するステップとをさらに備え、
    前記端末は、
    送信データが発生した場合に、前記アクセスポイントに対して前記ＲＴＳパケットを送信するステップと、
    前記ＲＴＳパケットに対する応答として前記アクセスポイントから前記ＣＴＳパケットを受信するステップと、
    当該受信したＣＴＳパケットに設定されている固有情報に自身の固有情報が含まれていた場合に前記通信許可が与えられたと判断し、前記通信許可時間だけ前記アクセスポイントと通信を行うステップとをさらに備えることを特徴とする、請求項１２に記載の無線アクセス方法。

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