JP4967403B2 - 無線通信アクセス制御システム、アクセスポイント、端末、アクセスポイント制御プログラム、端末制御プログラム、無線通信アクセス制御方法、アクセスポイント制御方法及び端末制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信アクセス制御システム、無線通信アクセス制御プログラム、及び無線通信アクセス制御方法に関する。

一般に、無線ＬＡＮ（Local Area Network）ではアクセス制御方式としてＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）が採用されている。無線ＬＡＮでは、フレームの衝突を検出できないため、アクセスポイント及び端末は無線帯域がある一定時間空いていることを確認した上でフレームの送信を開始する。この送信待ち時間はランダムに決定され、フレームの衝突確率を低減する役目を果たしている。受信側のアクセスポイント及び端末は、フレームを正常に受信すると、送信側にＡＣＫ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ）を返送する。送信側がある一定時間内にＡＣＫを受信できない場合には、受信側に正常にフレームが届かなかったものとして同一フレームを再送する。ただし、一斉同報（ブロードキャスト、マルチキャスト）の場合、受信側はＡＣＫを返送しない。また、無線ＬＡＮでは、無線状況の悪化によりフレームの再送が増加することを避けるため、無線状況に応じて変調方式を変更する機能（適応変調）を持つ。使用する変調方式により、無線ＬＡＮの伝送レートが変化するため、無線帯域を占有する時間も変わってくる。

無線ＬＡＮでは、衝突回避のための待ち時間や各フレームに付与するプリアンブルやヘッダなどのオーバーヘッドが大きいため、無線帯域を有効利用するアクセス制御方法が求められている。この制御方法の一例が、特許文献１に開示されている。
この特許文献１に開示の技術は、確実にフレーム衝突を回避することを目的としており、アクセスポイントより受信したビーコンをトリガに、端末が決められた順序に従って必要帯域をアクセスポイントに対して要求し、アクセスポイントがブロードキャストで各端末のそれぞれの通信時刻をそれぞれ通知した後に、各端末に対してブロードキャストで下りのデータの送信を各端末に対して行い、各端末は前記送信時刻をもとにアクセスポイントに対してユニキャストで上りのデータの送信を行う。

一般に、ＣＳＭＡ／ＣＡではフレーム単位にプリアンブル、ヘッダ、送信待ち時間などを必要とするため、オーバーヘッドの占める割合が大きくなる。また例えば、特許文献１に開示の技術のように、オーバーヘッドを減らすためにパケットを多重してブロードキャストを行ったとしても、伝送レートを最低値（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂで１Ｍｂｐｓ）にすると無線帯域を大幅に占有してしまう。さらに、特許文献１に開示の技術においてビーコンをトリガにＶｏＩＰなどのリアルタイム通信を行うと、ビーコン周期を２０ｍｓ程度に短くする必要があり、ビーコンなどの制御メッセージのトラフィックが多くなってしまう。このように、従来の無線ＬＡＮアクセス制御方法では無線使用効率が悪く、特許文献１に開示の技術を用いたとしても無線使用効率の向上を図ることは困難である。

さらに、一般のＣＳＭＡ／ＣＡでは、フレーム衝突が連続して発生するとバックオフアルゴリズムにより遅延時間が急激に大きくなってしまうため、ＶｏＩＰなどのリアルタイム通信に向いていないということである。また例えば、特許文献１に開示の技術のように、再送を次のフレームで行う場合でも再送時に遅延時間が大きくなってしまう。このように、従来の無線ＬＡＮアクセス制御方法はリアルタイム通信をサポートすることができず、特許文献１に開示の技術を用いたとしてもリアルタイム通信に対応することが困難である。
特開２００４−２００８７８号公報

このように、従来の無線ＬＡＮアクセス制御方法では、無線使用効率が悪く、リアルタイム通信に対応することが困難であるという問題点があった。

本発明に係る無線通信アクセス制御システムは、アクセスポイントと、当該アクセスポイントと無線通信する複数の端末とを有する無線通信アクセス制御システムであって、前記アクセスポイントは、前記複数の端末宛の下りパケットを多重する手段と、パケット頭出し情報を付与して前記複数の端末それぞれに無線状況に応じた適切な伝送レートで下りフレームを一斉同報する手段とを備え、さらに、前記端末は、前記アクセスポイントから前記下りフレームを受信して前記パケット頭出し情報に基づいて自端末宛のパケットを抽出する手段と、前記アクセスポイントに上りフレームを送信する手段とを備えたものである。

本発明に係る無線通信アクセス制御システムは、複数の端末と無線通信する無線通信アクセス制御システムであって、前記複数の端末宛の下りパケットを多重する手段と、パケット頭出し情報を付与して前記複数の端末それぞれに無線状況に応じた適切な伝送レートで下りフレームを一斉同報する手段とを備えたものである。

本発明に係る無線通信アクセス制御プログラムは、複数の端末と無線通信するためのアクセス制御を行うプログラムであって、前記複数の端末宛の下りパケットを多重するステップと、パケット頭出し情報を付与して前記複数の端末それぞれに無線状況に応じた適切な伝送レートで下りフレームを一斉同報するステップとを備えたものである。

本発明に係る無線通信アクセス制御プログラムは、アクセスポイントと無線通信するためのアクセス制御を行うプログラムであって、前記アクセスポイントから前記下りフレームを受信して前記パケット頭出し情報に基づいて自端末宛のパケットを抽出するステップと、前記アクセスポイントに上りフレームを送信するステップとを備えたものである。

本発明に係る無線通信アクセス制御方法は、アクセスポイントと複数の端末とが無線通信するための無線通信アクセス制御方法であって、前記アクセスポイントが、前記複数の端末宛の下りパケットを多重するステップと、前記アクセスポイントが、パケット頭出し情報を付与して前記複数の端末それぞれに無線状況に応じた適切な伝送レートで下りフレームを一斉同報するステップと、前記端末が、前記アクセスポイントから前記下りフレームを受信して前記パケット頭出し情報に基づいて自端末宛のパケットを抽出するステップと、前記端末が、前記アクセスポイントに上りフレームを送信するステップとを備えたものである。

本発明に係る無線通信アクセス制御方法は、複数の端末と無線通信する無線通信アクセス制御方法であって、前記複数の端末宛の下りパケットを多重するステップと、パケット頭出し情報を下りフレームに付与するステップと、パケット頭出し情報を付与した下りフレームを、前記複数の端末それぞれに無線状況に応じた適切な伝送レートで一斉同報するステップとを備えたものである。

本発明によれば、無線帯域を有効利用でき、リアルタイム通信に適した無線通信アクセス制御システムを提供することができる。

本発明に係る無線通信アクセス制御システムは、無線帯域を有効に利用するためのものであり、好適には、ＶｏＩＰ等のリアルタイム通信に適したシステムである。特に、本発明に係る無線通信アクセス制御システムは、無線ＬＡＮにおける音声通信や動画通信などのリアルタイム通信といった用途に適用することができる。以下では、本発明の最良の形態として、無線通信が無線ＬＡＮである場合について説明する。
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。

発明の実施の形態１．
まず、図１を用いて、本発明に係るネットワークについて説明する。図１は、本発明に係るネットワークの一構成例を示す模式図である。図１に示すように、本発明に係る無線ＬＡＮアクセス制御システムは、外部ネットワーク１、アクセスポイント２、端末３１，３２，・・・，３ｎを有する。この無線ＬＡＮアクセス制御システムが本発明に係る広義のシステムであるのに対して、アクセスポイント２は本発明に係る狭義のシステムである。

外部ネットワーク１は、インターネット、専用回線、電話回線等の通信網である。この外部ネットワーク１と端末３１，３２，・・・，３ｎとは、アクセスポイント２を介して通信可能に接続されている。アクセスポイント２は外部ネットワーク１と有線で接続されているが、有線に限らず、無線によって接続されていてもよい。
端末３１，３２，・・・，３ｎは、市販のＰＣ、携帯電話端末やＰＤＡ等の携帯端末であり、アクセスポイント２と無線通信を行うための各種ソフトウェアがインストールされている。具体的には、端末３１，３２，・・・，３ｎは、アクセスポイント２に帰属しており、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇなどの無線ＬＡＮで通信を行う。

次に、図２を用いて、本発明に係る無線ＬＡＮアクセス制御システムの全体処理について説明する。図２は、この無線ＬＡＮアクセス制御システムの処理を示すシーケンスチャートである。図２においては、説明を分かりやすくするために、フレーム内のプリアンブルや各種ヘッダが"Ｈ"、端末３１宛てのパケットが"Ｄ１"、端末３２宛てのパケットが"Ｄ２"、・・・、端末３ｎ宛てのパケットが"Ｄｎ"、アクセスポイント２宛てのパケットが"Ｚ"によって示されている。さらに、図２においては、各端末３１，３２，・・・，３ｎが受信するパケットを見やすくするために、これらの各パケットに網掛けが付されている。ただし、ユニキャストに対するＡＣＫの送受信については省略している。

図２に示すように、アクセスポイント２は、端末３１，３２，・・・，３ｎの各端末にパケットを送信する場合には、端末３１，３２，・・・，３ｎ宛のパケットを多重する。アクセスポイント２は、各パケットの宛先情報やパケット長を付与した多重パケットヘッダを多重パケットに付与し、ＭＡＣヘッダやＰＨＹヘッダ及びプリアンブルを追加してフレームを生成して、下り方向のフレーム（以下、これを下りフレームと略すことがある）として一斉同報する。ここで、一斉同報とは、不特定多数に一斉同報するブロードキャストや特定多数に一斉同報するマルチキャストを示す。端末３１，３２，・・・，３ｎは、受信フレームに多重されたパケットの宛先情報やパケット長をもとに、自端末宛のパケットをそれぞれ抽出し、上位に送信する。
これに対して、端末３１，３２，・・・，３ｎがアクセスポイント２に対して送信する上り方向のフレーム（以下、これを上りフレームと略すことがある）については、アクセスポイント２に送信すべきパケットが端末３１，３２，・・・，３ｎ内にそれぞれに生じた場合に、該当する各端末３１，３２，・・・，３ｎがその都度必要に応じて上りフレームの送信を行う。

図３の模式図に、一斉同報する下りフレームのより詳細な構成の一例が示されている。図３に示すように、この下りフレーム５００には、多重パケットヘッダ５１０、端末３１，３２，・・・，３ｎの各端末宛てパケット５２１，５２２，・・・，５２ｎが格納されている。
多重パケットヘッダ５１０には、多重された順序に各パケットの宛先情報及びパケット長（パケット頭出し情報）が格納される。パケット５２１，５２２，・・・，５２ｎは、端末３１，３２，・・・，３ｎの各端末宛てデータである。ただし、ある端末に対して送信すべきパケットが存在しない場合には、その端末宛のパケットを多重せずに全体のフレーム長を短くしてもよいし、その端末宛のパケットとしてダミーパケットを多重してもよい。また、無線ＬＡＮの最大フレーム長の制限などにより、複数のフレームに分割してもよい。

さらに、下りフレーム５００には、データのエラーチェックを行うためのＦＣＳ（Frame Check Sequence）５３０、ＰＬＣＰプリアンブル５４０、ＰＬＣＰヘッダ５５０、ＭＡＣヘッダ５６０が格納されている。
ＦＣＳ５３０は、データのエラーチェックを行うためフレーム・チェック部である。ＰＬＣＰプリアンブル５４０には、パケットの先頭を識別するための識別情報が格納されている。ＰＬＣＰヘッダ５５０は、ＰＨＹレイヤの情報が格納されている。ＭＡＣヘッダ５６０には、ＭＡＣアドレス等のＭＡＣレイヤの情報が格納されている。
このような下りフレーム５００を受信した端末３１，３２，・・・，３ｎは、宛先端末３１，３２，・・・，３ｎのＭＡＣアドレス等の各パケット５２１，５２２，・・・，５２ｎの宛先情報とパケット長より各パケットの頭出しが可能となり、自端末宛のパケットを抽出することが可能となる。

続いて、図４を用いて、本発明に係るアクセスポイント２の動作処理について詳細に説明する。図４は、アクセスポイント２の処理フローを示すフローチャートである。
図４に示すように、アクセスポイント２は、各端末３１，３２，・・・，３ｎ宛に下りフレームを一斉同報するタイミングを決定するためのタイマを持っており、タイムアウトが発生したかを判定する（Ｓ１０１）。アクセスポイント２は、タイムアウト発生時には、これまで内部に保持していた各端末３１，３２，・・・，３ｎ宛のパケットを全て多重する（Ｓ１０２）。アクセスポイント２は、多重したパケットに多重パケットヘッダを付与して同報フレームを組み立て、各端末３１，３２，・・・，３ｎに一斉同報を行う（Ｓ１０３）。
ここで、下り方向では一斉同報のため再送制御を行わないが、ＶｏＩＰなど再送を必要としないリアルタイム通信の場合には適用できる。ただし、端末３１，３２，・・・，３ｎ側でフレームエラーが発生しないように適切な伝送レートを選択する必要がある。

アクセスポイント２は、タイムアウト未発生時には、外部ネットワーク１よりフレームを受信したかを判定する（Ｓ１０４）。アクセスポイント２は、パケットを受信する場合には、受信パケットを内部に保持し（Ｓ１０５）、保持したパケット数がある閾値に達したかを判定する（Ｓ１０６）。アクセスポイント２は、保持したパケット数が閾値に達した場合には、これまで内部に保持しているパケットを全て多重して（Ｓ１０２）、各端末３１，３２，・・・，３ｎ宛に一斉同報を行う（Ｓ１０３）。

アクセスポイント２は、外部ネットワーク１よりフレームを受信しない場合には、端末３１，３２，・・・，３ｎよりフレームを受信したかを判定する（Ｓ１０７）。アクセスポイント２は、フレームを受信した場合には、そのフレームがアクセスポイント２配下の端末３１，３２，・・・，３ｎ宛かを判定する(Ｓ１０８)。アクセスポイント２は、端末３１，３２，・・・，３ｎのいずれかの端末宛の場合には、受信パケットを内部に保持する（Ｓ１０５）。これに対して、アクセスポイント２は、端末３１，３２，・・・，３ｎのいずれかの端末宛でもない場合には、フレームを外部ネットワーク１に送信する（Ｓ１０９）。

さらに続いて、図５を用いて、本発明に係る端末３１，３２，・・・，３ｎの動作処理について詳細に説明する。図５は、各端末３１，３２，・・・，３ｎの処理フローを示すフローチャートである。ここでは、端末３１，３２，・・・，３ｎを代表して端末３１の処理について説明するが、その他の端末３２，・・・，３ｎについても同様である。
図５に示すように、端末３１は、アクセスポイント２から下りフレームを受信したかを判定する（Ｓ１１１）。端末３１は、下りフレームを受信した場合には、受信した下りフレームに付与された多重パケットヘッダ中の各パケットの宛先情報とパケット長から自端末宛のパケットを抽出し（Ｓ１１２）、上位にパケットを送信する（Ｓ１１３）。ここで、端末３１は、自端末宛のパケットが存在しない場合には、フレームを廃棄する。
端末３１は、アクセスポイント２から下りフレームを受信しない場合には、アクセスポイント２に送信すべきパケットが端末内に存在するかを判定する（Ｓ１１４）。端末３１は、アクセスポイント２に送信すべきパケットが存在する場合には、アクセスポイント２に上りフレームを送信する（Ｓ１１５）。この上り方向ではユニキャストであるため、再送制御を行うことも可能である。

以上のように、本発明に係る無線ＬＡＮアクセス制御システムにおいては、複数パケットを多重することによりオーバーヘッドを削減するだけでなく、ビーコン等の制御メッセージを必要としないため、制御メッセージのトラフィックを最小限にすることができる。それ故、無線ＬＡＮの無線使用効率を向上させることが可能である。

発明の実施の形態２．
実施形態１では、端末３１，３２，・・・，３ｎは上りフレームが生じる度に上りフレームを送信していたが、本実施形態２では、アクセスポイント２が各端末３１，３２，・・・，３ｎの上りフレームの送信タイミングを指定する場合について説明する。なお、本実施形態２におけるシステムの構成は、実施形態１と同様であるため、その説明は省略する。
図６のシーケンスチャートに、本実施形態２における無線ＬＡＮアクセス制御システムの処理の一例が示されている。
図６に示すように、アクセスポイント２は、端末３１，３２，・・・，３ｎの各端末にパケットを送信する場合には、端末３１，３２，・・・，３ｎ宛のパケットを多重する。アクセスポイント２は、各パケットの宛先情報、パケット長、送信タイミング情報を付与した多重パケットヘッダを多重パケットに付与し、ＭＡＣヘッダやＰＨＹヘッダ及びプリアンブルを追加してフレームを生成して、下りフレームとして一斉同報する。ここで、送信タイミング情報は、各端末が上りフレームをそれぞれ送信するタイミングを規定するものである。

端末３１，３２，・・・，３ｎは、受信フレームに多重されたパケットの宛先情報やパケット長をもとに、自端末宛のパケットをそれぞれ抽出し、上位に送信する。このとき、端末３１，３２，・・・，３ｎは、このパケット抽出と同時に、送信タイミング情報も保持する。
下りフレームに対して、上りフレームは、端末３１，３２，・・・，３ｎからアクセスポイント２に、アクセスポイント２によって指定された送信タイミングに基づいて送信される。具体的には、端末３１，３２，・・・，３ｎは、アクセスポイント２に送信すべきパケットが端末内に生じた場合には、アクセスポイント２により指定された時刻または端末順序で送信を行う。

続いて、図７を用いて、本実施形態２におけるアクセスポイント２の動作処理について詳細に説明する。図７は、本実施形態２におけるアクセスポイント２の処理フローを示すフローチャートである。なお、図７では、図４に示された処理ステップと同じ処理ステップについては同じ符号で示している。
図７に示すように、実施形態１における処理と同様に、アクセスポイント２は、処理Ｓ１０１〜Ｓ１１３を行うが、パケットの多重処理（Ｓ１０２）と一斉同報処理（Ｓ１０３）との間に、送信タイミングの決定処理（Ｓ１２０）を行う。具体的には、アクセスポイント２は、これまで内部に保持しているパケットを多重した（Ｓ１０２）後に、各端末３１，３２，・・・，３ｎの上りフレームの送信タイミングを決定する（Ｓ１２０）。この決定された送信タイミングは、多重パケットヘッダに、各パケットの宛先情報及びパケット長とともに格納される。ただし、下りフレームに多重されたパケットの宛先端末だけでなく、それ以外の端末に対しても上りフレームの送信タイミングを与えてもよい。

上りフレームの送信タイミングを決めるための送信タイミング情報としては、端末３１，３２，・・・，３ｎが上りフレームを送信する時刻、送信待ち時間（送信待ちスロット数）、送信する端末３１，３２，・・・，３ｎの順序等が挙げられる。ここで、各端末３１，３２，・・・，３ｎは、送信タイミング情報により指定される時刻からバックオフ処理を開始するものとする。
アクセスポイント２は、１端末単位または複数端末単位に異なる送信タイミングを設定することができる。例えば、１端末単位に異なる送信タイミングを設定することにより、端末の上りフレームの送信順序を指定して、フレーム衝突を防止又は減少させることができる。また、複数単位に異なる送信タイミングを設定して、ある複数端末に同一の送信タイミングを与えることにより、送信タイミングをずらして競合する端末数を減らし、フレーム衝突を減少させることができる。
アクセスポイント２は、このような送信タイミング情報を下りフレームに付与して各端末３１，３２，・・・，３ｎに一斉同報を行う（Ｓ１０３）。

さらに続いて、図８を用いて、本実施形態２における端末３１，３２，・・・，３ｎの動作処理について詳細に説明する。図８は、各端末３１，３２，・・・，３ｎの処理フローを示すフローチャートである。ここでは、端末３１，３２，・・・，３ｎを代表して端末３１の処理について説明するが、その他の端末３２，・・・，３ｎについても同様である。なお、図８では、図５に示された処理ステップと同じ処理ステップについては同じ符号で示している。
図８に示すように、端末３１は、アクセスポイント２から下りフレームを受信した場合（Ｓ１１１）、下りフレームに付与された多重パケットヘッダ中の端末３１の送信タイミング情報を抽出する（Ｓ１２１）。その後、端末３１は、受信した下りフレームから自端末宛のパケットを抽出し（Ｓ１１２）、上位にパケットを送信する（Ｓ１１３）。ここで、端末３１は、自端末宛のパケットが存在しない場合には、フレームを廃棄する。

端末３１は、アクセスポイント２に送信すべきパケットが端末内に存在する場合には（Ｓ１１４）、下りフレームより抽出した端末３１の送信タイミング情報をもとに上りフレームを送信するタイミングかを判定する（Ｓ１２２）。端末３１は、送信タイミングになった場合には（Ｓ１２２）、アクセスポイント２にフレームを送信する（Ｓ１１５）。ただし、端末３１のフレーム送信後にまだ送信すべきパケットが残る場合には、アクセスポイントに上りフレームの送信タイミングを要求する手段を設けるなどして、次の下りフレームから得られる送信タイミングで上りフレームを送信してもよいし、場合によっては発明の実施の形態１のように端末３１が自律的に上りフレームを送信してもよい。

このように、本実施形態２における無線ＬＡＮアクセス制御システムでは、アクセスポイント２が各端末３１，３２，・・・，３ｎに送信タイミングを与えることにより、フレーム衝突を可能な限り回避し、遅延時間を小さく抑えることが可能となる。これによって、無線ＬＡＮでＶｏＩＰ等のリアルタイム通信をサポートすることができる。

発明の実施の形態３．
実施形態１では、アクセスポイント２が各端末３１，３２，・・・，３ｎについて一斉同報していたが、本実施形態３では、アクセスポイント２が端末３１，３２，・・・，３ｎの宛先グループ単位に一斉同報を行う場合について説明する。なお、本実施形態３におけるシステムの構成は、実施形態１と同様であるため、その説明は省略する。
図９のシーケンスチャートに、本実施形態３における無線ＬＡＮアクセス制御システムの処理の一例が示されている。なお、図９では、端末３１，・・・，３ｍをグループ１、端末３（ｍ＋１），・・・，３ｎをグループ２としているが、各グループ中の端末の数、グループ自体の数はこれに限らず、任意の個数とすることができる。この場合にもまた、本実施形態を適用することが可能である。また、図９では、"Ｄ（ｍ＋１）"は端末３（ｍ＋１）宛てのパケット、"Ｄｍ"は端末３ｍ宛てのパケットを示している。

図９に示すように、アクセスポイント２は、グループ１の端末３１，・・・，３ｍ宛のパケット、グループ２の端末３（ｍ＋１），・・・，３ｎ宛のパケットをそれぞれ多重し、グループ単位に各パケットの宛先情報やパケット長に加え、各グループを識別するためのグループ識別子を付与し、下りフレームを一斉同報する。
端末３１，３２，・・・，３ｎは、受信した下りフレームのグループ識別子をもとに、下りフレームが自端末の属するグループ宛であるかを判定する。端末３１，３２，・・・，３ｎは、下りフレームが自端末の属するグループ宛である場合には、多重されたパケットの宛先情報やパケット長をもとに自端末宛のパケットを抽出し、それぞれ上位に送信する。また、端末３１，３２，・・・，３ｎは、自端末の属するグループ宛でない場合には、受信中の下りフレームを廃棄する。図９では、この廃棄する下りフレームが"×"印によって示されている。
グループ識別子を導入することにより、端末３１，・・・，３ｍは自端末が属するグループ宛の下りフレームであるかどうかを容易に判断することができるが、グループ識別子がなくても端末３１，・・・，３ｍはアクセスポイント２から自端末宛のパケットを受信することができる。しかし、グループ識別子を使用すると、アクセスポイント２はグループに属する全ての端末に対して制御を行うことができる。例えば、発明の実施の形態２との組合せによりグループ単位に上りフレームの送信タイミングを与えられる。

これに対して、端末３１，３２，・・・，３ｎがアクセスポイント２に対して送信する上りフレームについては、アクセスポイント２に送信すべきパケットが端末３１，３２，・・・，３ｎ内にそれぞれ生じた場合に、該当する各端末３１，３２，・・・，３ｎがその都度必要に応じて上りフレームの送信を行う。

続いて、図１０を用いて、本実施形態３におけるアクセスポイント２の動作処理について詳細に説明する。図１０は、本実施形態３におけるアクセスポイント２の処理フローを示すフローチャートである。なお、図１０では、図４に示された処理ステップと同じ処理ステップについては同じ符号で示している。
図１０に示すように、アクセスポイント２は、タイムアウトの発生にともない（Ｓ１０１）、受信パケットの多重処理（Ｓ１３１）、一斉同報処理（Ｓ１３２）を宛先グループ単位で行う。ここで、アクセスポイント２は、各パケットの宛先情報及びパケット長に加えて、多重パケットヘッダに宛先グループを識別するためのグループ識別子を格納する。また、宛先グループ単位で一斉同報を行うので、宛先グループ単位に適応変調を適用することができる。またさらに、宛先グループは、各端末のアクセスポイント２との距離や各端末がアクセスポイント２から受信する信号強度をもとに各端末の無線状況に合わせて構成することができる。

アクセスポイント２は、タイムアウトでないと判定した場合には（Ｓ１０１）、外部ネットワーク１よりフレームを受信したかを判定する（Ｓ１０４）。アクセスポイント２は、ここで受信したと判定すると、宛先グループ単位で、パケットを保持し（Ｓ１３３）、受信パケット数の閾値を判定する（Ｓ１３４）。このように宛先グループ単位で処理が行われた後、宛先グループ単位で多重処理（Ｓ１３１）、一斉同報処理（Ｓ１３２）が行われる。

さらに続いて、図１１を用いて、本実施形態３における端末３１，３２，・・・，３ｎの動作処理について詳細に説明する。図１１は、各端末３１，３２，・・・，３ｎの処理フローを示すフローチャートである。ここでは、端末３１，３２，・・・，３ｎを代表して端末３１の処理について説明するが、その他の端末３２，・・・，３ｎについても同様である。なお、図１１では、図５に示された処理ステップと同じ処理ステップについては同じ符号で示している。

図１１に示すように、端末３１は、アクセスポイント２よりフレームを受信する場合には（Ｓ１１１）、下りフレームに付与された多重パケットヘッダ中のグループ識別子を抽出する（Ｓ１３５）。端末３１は、この抽出したグループ識別子から下りフレームが自端末の属するグループ宛であるか判定を行う（Ｓ１３６）。端末３１は、下りフレームが自端末の属するグループ宛ではないと判定した場合には受信動作を停止し、受信中のフレームを廃棄する（Ｓ１３７）。一方、端末３１は、自端末の属するグループ宛であると判定した場合には、受信した下りフレームから自端末宛のパケットを抽出し（Ｓ１１２）、上位にパケットを送信する（Ｓ１１３）。ここで、端末３１は、自端末宛のパケットが存在しない場合には、フレームを廃棄する。

このように、本実施形態３における無線ＬＡＮアクセス制御システムでは、無線状況に応じて端末３１，３２，・・・，３ｎのグループ化を行い、宛先グループ単位に適切な伝送レートで一斉同報を行うことにより、無線帯域を有効利用できる。これによって、無線ＬＡＮの無線使用効率をより一層向上させることが可能である。
なお、本実施形態では、実施形態１〜３についてそれぞれ別個に説明したが、これらを適宜組み合わせてもよい。

本発明に係る無線ＬＡＮアクセス制御システムの構成例を示す模式図である。 本発明に係る無線ＬＡＮアクセス制御システムの処理例を示すシーケンスチャートである。 本発明に係る無線ＬＡＮアクセス制御システムにおける下り方向のフレームのフォーマット例を示す図である。 本発明に係るアクセスポイントの処理例を示すフローチャートである。 本発明に係る端末の処理例を示すフローチャートである。 本発明に係る無線ＬＡＮアクセス制御システムの処理例を示すシーケンスチャートである。 本発明に係るアクセスポイントの処理例を示すフローチャートである。 本発明に係る端末の処理例を示すフローチャートである。 本発明に係る無線ＬＡＮアクセス制御システムの処理例を示すシーケンスチャートである。 本発明に係るアクセスポイントの処理例を示すフローチャートである。 本発明に係る端末の処理例を示すフローチャートである。

符号の説明

１…外部ネットワーク
２…アクセスポイント
３１，３２，・・・，３ｎ…端末

Claims (18)

1. アクセスポイントと、当該アクセスポイントと無線通信する複数の端末とを有する無線通信アクセス制御システムであって、
   前記アクセスポイントは、
   前記複数の端末を複数のグループに区分けした前記グループ単位に、前記複数の端末宛の下りパケットを多重する手段と、
   前記多重した下りパケットにパケット頭出し情報を付与した下りフレームを、前記複数の端末それぞれに前記グループ単位の無線状況に応じた適切な伝送レートで一斉同報する手段とを備え、さらに、
   前記端末は、
   前記アクセスポイントから前記下りフレームを受信して前記パケット頭出し情報に基づいて自端末宛のパケットを抽出する手段と、
   前記アクセスポイントに上りフレームを送信する手段とを備えた無線通信アクセス制御システム。
2. 複数の端末と無線通信するアクセスポイントであって、
   前記複数の端末を複数のグループに区分けした前記グループ単位に、前記複数の端末宛の下りパケットを多重する手段と、
   前記多重した下りパケットにパケット頭出し情報を付与した下りフレームを、前記複数の端末それぞれに前記グループ単位の無線状況に応じた適切な伝送レートで一斉同報する手段とを備えたアクセスポイント。
3. アクセスポイントと無線通信する端末であって、
   前記端末を含む複数の端末を区分けしたグループ単位の伝送レートで一斉同報された下りフレームを前記アクセスポイントから受信して、前記下りフレームに含まれるパケット頭出し情報に基づいて前記下りフレームに含まれる自端末宛のパケットを抽出する手段と、
   前記アクセスポイントに上りフレームを送信する手段とを備えた端末。
4. 前記一斉同報する手段は、前記パケット頭出し情報とともに、前記端末それぞれが前記上りフレームを送信するための送信タイミング情報を付与して前記下りフレームを一斉同報し、
   前記上りフレームを送信する手段は、前記送信タイミング情報に基づいて前記上りフレームを送信することを特徴とする請求項１に記載の無線通信アクセス制御システム。
5. 前記一斉同報する手段は、前記パケット頭出し情報とともに、前記複数のグループを識別するためのグループ識別子を付与して各グループ単位に前記下りフレームを一斉同報し、
   前記抽出する手段は、前記端末が前記下りフレームを受信して前記グループ識別子に基づいて前記下りフレームの受信の可否を判定し、当該判定結果に応じて自端末宛のパケットを抽出することを特徴とする請求項１又は４に記載の無線通信アクセス制御システム。
6. 前記一斉同報する手段は、前記パケット頭出し情報とともに、前記端末それぞれが上りフレームを送信するための送信タイミング情報を付与して前記下りフレームを一斉同報することを特徴とする請求項２に記載のアクセスポイント。
7. 前記一斉同報する手段は、前記パケット頭出し情報とともに、前記複数のグループを識別するためのグループ識別子を付与して各グループ単位に前記下りフレームを一斉同報することを特徴とする請求項２又は６に記載のアクセスポイント。
8. 前記下りフレームは、前記端末それぞれが前記上りフレームを送信するための送信タイミング情報がさらに付与されており、
   前記上りフレームを送信する手段は、前記送信タイミング情報に基づいて前記上りフレームを送信することを特徴とする請求項３に記載の端末。
9. 前記下りフレームは、前記パケット頭出し情報とともに、前記複数のグループを識別するためのグループ識別子がさらに付与されており、
   前記抽出する手段は、前記端末が前記下りフレームを受信して前記グループ識別子に基づいて前記下りフレームの受信の可否を判定し、当該判定結果に応じて自端末宛のパケットを抽出することを特徴とする請求項３又は８に記載の端末。
10. 複数の端末と無線通信するアクセスポイントを制御するためのアクセスポイント制御プログラムであって、
    前記複数の端末を複数のグループに区分けした前記グループ単位に、前記複数の端末宛の下りパケットを多重するステップと、
    前記多重した下りパケットにパケット頭出し情報を付与した下りフレームを、前記複数の端末それぞれに前記グループ単位の無線状況に応じた適切な伝送レートで一斉同報するステップとを備えたアクセスポイント制御プログラム。
11. 前記一斉同報するステップでは、前記パケット頭出し情報とともに、前記端末それぞれが上りフレームを送信するための送信タイミング情報を付与して前記下りフレームを一斉同報することを特徴とする請求項１０に記載のアクセスポイント制御プログラム。
12. 前記一斉同報するステップでは、前記パケット頭出し情報とともに、前記複数のグループを識別するためのグループ識別子を付与して各グループ単位に前記下りフレームを一斉同報することを特徴とする請求項１０又は１１に記載のアクセスポイント制御プログラム。
13. アクセスポイントと無線通信する端末を制御するための端末制御プログラムであって、
    前記端末を含む複数の端末を区分けしたグループ単位の伝送レートで一斉同報された下りフレームを前記アクセスポイントから受信して、前記下りフレームに含まれるパケット頭出し情報に基づいて前記下りフレームに含まれる自端末宛のパケットを抽出するステップと、
    前記アクセスポイントに上りフレームを送信するステップとを備えた端末制御プログラム。
14. 前記下りフレームは、前記端末それぞれが前記上りフレームを送信するための送信タイミング情報がさらに付与されており、
    前記上りフレームを送信するステップは、前記送信タイミング情報に基づいて前記上りフレームを送信することを特徴とする請求項１３に記載の端末制御プログラム。
15. 前記下りフレームは、前記パケット頭出し情報とともに、前記複数のグループを識別するためのグループ識別子がさらに付与されており、
    前記抽出するステップは、前記端末が前記下りフレームを受信して前記グループ識別子に基づいて前記下りフレームの受信の可否を判定し、当該判定結果に応じて自端末宛のパケットを抽出することを特徴とする請求項１３又は１４に記載の端末制御プログラム。
16. アクセスポイントと複数の端末とが無線通信するための無線通信アクセス制御方法であって、
    前記アクセスポイントが、前記複数の端末を複数のグループに区分けした前記グループ単位に、前記複数の端末宛の下りパケットを多重するステップと、
    前記アクセスポイントが、前記多重した下りパケットにパケット頭出し情報を付与した下りフレームを、前記複数の端末それぞれに前記グループ単位の無線状況に応じた適切な伝送レートで一斉同報するステップと、
    前記端末が、前記アクセスポイントから前記下りフレームを受信して前記パケット頭出し情報に基づいて自端末宛のパケットを抽出するステップと、
    前記端末が、前記アクセスポイントに上りフレームを送信するステップとを備えた無線通信アクセス制御方法。
17. 複数の端末と無線通信するアクセスポイントを制御するためのアクセスポイント制御方法であって、
    前記複数の端末を複数のグループに区分けした前記グループ単位に、前記複数の端末宛の下りパケットを多重するステップと、
    前記多重した下りパケットにパケット頭出し情報を付与した下りフレームを、前記複数の端末それぞれに前記グループ単位の無線状況に応じた適切な伝送レートで一斉同報するステップとを備えたアクセスポイント制御方法。
18. アクセスポイントと無線通信する端末を制御するための端末制御方法であって、
    前記端末を含む複数の端末を区分けしたグループ単位の伝送レートで一斉同報された下りフレームを前記アクセスポイントから受信して、前記下りフレームに含まれるパケット頭出し情報に基づいて前記下りフレームに含まれる自端末宛のパケットを抽出するステップと、
    前記アクセスポイントに上りフレームを送信するステップとを備えた端末制御方法。

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