JP5416780B2

JP5416780B2 - 無線システムおよび無線機器

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Publication number: JP5416780B2
Application number: JP2011530644A
Authority: JP
Inventors: 綾子松尾; 智哉旦代; 武司富澤
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Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2009-09-10
Filing date: 2009-09-10
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Description

本発明は、無線システムに関する。

1対1接続を前提とし、接続確立までの制御信号送信時にはランダムバックオフを行い、接続確立後はバックオフ無しに一定期間(例えばIEEE802.11の無線LANでいうSIFS、DIFS等)間隔で送受信を行う仕組みがある。その場合に、接続要求送信無線機器(以下Initiatorと表記)と接続要求受信無線機器(以下Responderと表記)それぞれに与える一定期間を変更し、InitiatorにはInitiator IFS(IIFS), ResponderにはResponder IFS(RIFS)とし、IIFS<RIFSと設定することで、InitiatorとResponderの衝突を回避すると共に、Initiatorに優先権を与える手法が提案されている。(例えば、特許文献1参照。) InitiatorにResponderと比較して短い信号送信間隔を与えることで、優先的に信号送信の機会を与え、信号送受信中にランダムバックオフを必要としないため通信の効率向上が可能となる。

特開2008−79045号公報

上述した方法では、Responder側に送信信号が多数あっても、送信機会が得にくいという問題がある。またResponderが送信機会を得たとしても信号送信間隔がInitiatorより長いため、Initiatorが主に信号を送信する場合に比べ、通信の効率が数%程度低下するという問題がある。

本発明は、この問題を解決するためになされたものであり、Initiatorの優先的な送信を確保しつつ、Responderの信号伝送効率を向上できる無線システムを提供することを目的とする。

本発明の一観点によると、第1無線機器が接続要求信号を送信し第2無線機器との接続を確立すると、第1間隔で第1信号を送信する前記第1無線機器と、前記第1間隔より長い第2間隔で第2信号を送信する第2無線機器を有する無線システムであって、前記第1無線機器は、前記第2無線機器に送信する前記第1信号があるか否かを判定する第1判定手段と、前記第2無線機器に送信する前記第1信号がないと判定された場合に、送信する信号がない旨を示す送信終了通知を送信する第1送信手段と、前記送信終了通知を受信した前記第2無線機器から前記1無線機器の送信間隔を前記第1間隔から前記第2間隔へ切り替えるよう求める前記切り替え要求信号を受信する第1受信手段と、を備え、前記第2無線機器は、前記1無線機器の送信間隔を前記第1間隔から前記第2間隔へ切り替えるよう求めるか否か判定する第2判定手段と、前記送信終了通知を受信する第2受信手段と、前記送信終了通知を受信しかつ、前記第1間隔から前記第2間隔へ切り替えるよう求めると判定した場合に、前記切り替え要求信号を送信する第2送信手段と、を備え、前記第1送信手段は、前記第1受信手段が前記切り替え要求信号を受信すると前記第2間隔で前記第1信号を送信し、前記第2送信手段は、前記切り替え要求信号を送信すると前記第1間隔で前記第2信号を送信することを特徴とする無線システムを提供する。

本発明によれば、Initiatorの優先的な送信を確保しつつ、Responderの信号伝送効率を向上できる無線システムを提供することができる。

無線システムを示す概略図。第1無線機器と第2無線機器のパケット交換例を示す図。第1無線機器と第2無線機器のパケット交換の他の例を示す図。第1実施例に係る無線システムのパケット交換例を示す図。第1実施例に係る第1無線機器11の処理フローを示す図。第1実施例に係る第2無線機器21の処理フローを示す図。第1実施例に係る無線機器を示す図。第2実施例に係る無線システムのパケット交換例を示す図。第2実施例に係る無線システムの別のパケット交換例を示す図。第2実施例に係る第1無線機器12の処理フローを示す図。第2実施例に係る第2無線機器22の処理フローを示す図。第2実施例に係る無線機器を示す図。第2実施例の変形例1に係る無線システムのパケット交換例を示す図。第3実施例に係る無線システムのパケット交換例を示す図。第3実施例に係る第1無線機器13の処理フローを示す図。第3実施例の変形例2に係る無線システムのパケット交換例を示す図。

以下、図面を参照し本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の実施例中では、同一の番号を付した部分については同様の動作を行うものとし、重ねての説明を省略する。

まず、図1を用いて本発明の無線システムの概要を説明する。図1の無線システムは、第1〜3無線機器1〜3を備える。本発明の無線システムでは無線機器の通信範囲を広くて数10cm程度と仮定している。このように無線機器の通信範囲が数10cmの近距離通信の場合、無線機器1台に接続する無線機器は多くて数台となる。図1の例では、無線システムが備える無線機器の台数を3台としているが、これに限られず2〜5台程度であってもよい。図1の例では、第1無線機器1と第2無線機器2とが無線通信を行っている。また第1無線機器1と第3無線機器3が無線通信を行っている。以下の説明では、第1無線機器1と第2無線機器2との無線通信について説明するが、第1,3無線機器1,3との間の無線通信であっても第2,3無線機器2,3との間の無線通信であってもよい。

1つの無線機器がアクセスポイントとしてブロードキャスト信号(例えばBeacon信号)を送信し、各無線機器が送信する度にランダムバックオフ制御を行う手法よりも接続を簡易化しかつ効率化するために、無線通信システムは、次のように通信を行う。

まず、信号送信を行う時には接続要求信号(Connect Request)といった接続を開始するための無線機器間の制御信号を、例えばランダムバックオフ制御を用いて送受信する。接続を確立後はInitiatorにResponderと比較して短い信号送信間隔を与えることで、ランダムバックオフ制御無しでもInitiatorとResponderの衝突を回避し、Initiatorに優先的に信号送信の機会を与える。

上述した手法では、Responder送信時の通信効率は低下するため、以下のような通信効率改善手法が考えられる。

図2にResponder効率向上の一つの手法を用いた場合のパケットのやり取り例を示す。図1の第1無線機器1が第2無線機器2に対して接続要求信号を送信し、第2無線機器2が該接続要求信号を受信することで、第1,2無線機器1,2の接続が確立し、第1無線機器1がInitiator、第2無線機器2がResponderとなる。図2は、第1,2無線機器1,2が接続を確立した後のパケット交換について示している。

接続確立後、第1無線機器1は第2無線機器2に対してデータD101を送信する。第2無線機器2は、データD101を受信するとSIFS(図2のS)だけ送信間隔をあけてデータの到達確認情報を含む信号(Ack信号A101)を第1無線機器1に送信する。Ack信号A101を受信した第1無線機器1は、Ack信号A101を受信してからIIFS(図2のI)だけ送信間隔をあけて次のデータD102を送信する。第2無線機器2は第1無線機器1に送信したいデータがあっても、設定されている送信間隔がRIFS(IIFS<RIFS)なので、データを送信する前に第1無線機器1に先にデータD102を送信されてしまい、データを送信することができない。

この場合、第2無線機器2が送信したいデータをもっている場合は、送信間隔をRIFSからIIFSに切り替えて送信する方法が考えられる。しかしながら、第1無線機器1も送信したいデータを持っている場合、第1,2無線機器1,2ともに送信間隔がIIFSとなってしまい、データ送信が衝突してしまう(図2のD103,D104)。

図3を用いてResponder効率向上の別の手法を説明する。接続を確立し、第1無線機器1が送信間隔IIFSでデータを送信する手順は図2の手法と同じである。本手法では、送信間隔をRIFSからIIFSに切り替えたい場合に切り替えたい旨を示す信号(切り替え要求通知)を送信する。

第1無線機器1が送信間隔IIFSでデータD201を送信する。例えば第2無線機器2が送信したいデータを持っている場合、第2無線機器2はデータD201に対するAck信号A201に切り替え要求通知を含めて送信する。第2無線機器2は、Ack信号A101を送信した後、IIFSだけ待ってデータD202を送信する。切り替え要求通知を受けた第1無線機器1は切り替え要求通知を受信すると送信間隔をIIFSからRIFSに切り替える。IIFS<RIFSなので、第1無線機器1がデータを送信するまえに第2無線機器2がデータD202を送信し、第1,2無線機器1,2の送信が衝突することはない。

第1無線機器1も送信したいデータを持っている場合、第1無線機器1の送信間隔がRIFSでは信号送信の機会がなかなか得られない可能性がある。そこで、第1無線機器1も送信したいデータを持っている場合はRIFSからIIFSへの切り替え要求通知を送信する。図3では、データD202に対応するAck信号A202に切り替え要求通知を含めて送信し、IIFSだけ送信間隔をあけてデータD203を送信する。このように、第1,2無線機器1,2の両方に送信したいデータがある場合、IIFS送信権の取り合いが発生し、IIFS送信/RIFS送信の切り替えが頻発してしまう。

(第1実施例)
本発明の第1実施例に係る無線システムを説明する。本実施例に係る無線システムの概要は、図1に示す無線システムと同じである。本実施例に係る無線システムは第1無線機器11と第2無線機器12を有している。

本実施例に係る無線システムの送信手順の一部、即ち、接続を確立し第1無線機器11が送信間隔IIFSでデータを送信する手順は、図2,3の手法と同じであるため説明を省略する。本実施例の無線システムは、Initiatorである第1無線機器11が送信するデータを持っていないときに、Responderである第2無線機器21の送信間隔をRIFSからIIFSへの切り替えることで、Initiatorの優先的な送信を確保しつつ、Responderの信号伝送効率を向上する。

具体的には、第1無線機器11は、送信キューが空になった等、データを送信する必要性が低い場合に、送信するデータがないと決定し、送信終了通知を送信する。後述する図4では、送信するデータがないと決定する前のデータ、即ち最後に送信するデータに送信終了を通知するコマンドを入れて送信しているが、データとは別の信号として送信終了通知を送信してもよい。データに送信終了通知を含めて送信する場合は、例えば最後に送信する送信データに信号処理等を施して得られる送信信号のヘッダ内の1ビットを用いて「1,0」で示せばよい。

第1,2無線機器1,2が送信間隔をRIFSからIIFSに切り替える場合、図3と同様に切り替え要求通知を送信する。図4では、この切り替え要求通知は、Ack信号に含めて送信しているが、Ack信号とは別の信号として切り替え要求送信してもよい。Ack信号に切り替え要求通知を含める場合は、Ack信号内の1ビットを用いて「1,0」で示せばよい。

図4を用いてパケットのやり取りの一例を詳細に説明する。

第1無線機器11は、送信キューに格納されているデータが1つの場合に、この格納されているデータに送信終了通知を含めて1つの送信データD301とし第2無線機器21に送信する。

第2無線機器21は、送信終了通知を含むデータD301を受信する。このとき、第2無線機器21が送信したいデータを有しているのであれば、該データに対応するAck信号A301に切り替え要求通知を含めて送信する。第2無線機器21は、第2無線機器21の送信間隔をRIFSからIIFSへと切り替えるか否かを、例えば送信キューの状況や、チャネルの空き時間の状況で決定する。例えば、送信キューにデータが格納されている場合は送信したいデータがあり送信間隔を切り替えると決定する。またチャネルの空き時間が短く、送信したいデータがあるにもかかわらずRIFSの送信間隔で信号送信の機会を得るのが難しい場合に送信間隔を切り替えると決定してもよい。

第2無線機器21は、切り替え要求通知を含むAck信号A301を送信した後に、IIFS間隔あけてデータの送信を開始する(データD302〜D304)。

一方、第1無線機器11は、送信終了通知を含めたデータD301を送信した後に、切り替え要求通知を含むAck信号A301を受信した場合に、送信間隔をIIFSからRIFSへと切り替える。

ここで、第1無線機器11の送信間隔がRIFSである場合に、第1無線機器11に送信するデータが発生した場合を考える。送信するデータは、例えば上位層処理部から新たなデータが通知された場合などに発生する。

この場合、第1無線機器11は第2無線機器21の送信状況に関わらず、次に第2無線機器21に信号を送信するタイミングで第2切り替え要求通知を送信する。図4では、データD304に対応するAck信号A304に含めて送信している。第2切り替え要求通知を送信すると、第1無線機器1は、送信間隔をRIFSからIIFSに切り替える。第1無線機器1は、第2切り替え要求通知を含むAck信号A304を送信してからIIFSあけてデータD305を送信する。

第2無線機器21は、送信間隔をIIFSに設定しているときに、第2切り替え要求通知を第1無線機器11から受信すると、送信するデータがあっても送信間隔をIIFSからRIFSに切り替える。

図5に第1無線機器11のデータ送信処理フローを示す。まず第1無線機器11は本処理で送信する送信データの次に送信するデータがあるか否かを判定する(S101)。次に送信するデータがない場合(S101のno)、第1無線機器11は送信終了通知を含めて送信データを送信する(S102)。その後、第1無線機器11は第2無線機器21から切り替え要求通知を含んだデータ(例えばAck信号)を受信したか否か判定する(S103)。切り替え要求通知を受信した場合(S103のYes)、第1無線機器11は送信間隔をIIFSからRIFSに切り替える(S104)。受信データに切り替え要求通知が含まれない場合(S103のNo)、第1無線機器11は処理を終了する。

S101で次に送信するデータがあると判定した場合(S101のYes)、第1無線機器11は送信間隔がIIFSか否か判定する(S105)。送信間隔がIIFSの場合(S105のYes)、第1無線機器11は送信間隔IIFSで送信信号を送信し(S106)、S101に戻る。送信間隔がIIFSでなくRIFSの場合(S105のNo)、第1無線機器11は送信間隔をRIFSからIIFSに切り替えるか否か判定する(S107)。送信間隔を切り替えるか否かは、上述した第2無線機器21が切り替え要求通知を送信するか否か判定する基準と同様に、送信キューの状況やチャネルの空き状況を元に判定する。

送信間隔がRIFSでよい場合(S107のNo)、第1無線機器11は送信間隔RIFSで送信信号を送信し(S108)、S101に戻る。

送信間隔をRIFSからIIFSに切り替える場合(S107のYes)、第1無線機器11は第2切り替え要求通知を送信データに含めて第2無線機器21に送信する(S109)。送信データはAck信号であってもよい。第2切り替え要求通知を送信した後、第1無線機器11は送信間隔をRIFSからIIFSに切り替えて(S110)データを送信し(S111)、S101に戻る。

図6に第2無線機器21のデータ送信処理フローを示す。まず第2無線機器21は送信間隔をRIFSからIIFSに切り替えるか否かを判定する(S201)。切り替え不要の場合(S201のNo)、第2無線機器21は送信間隔RIFSで送信信号を送信する(S208)。

切り替えると判定した場合(S201のYes)、第2無線機器21は、第1無線機器11から送信される送信終了通知の受信を待機する。即ち、送信終了通知を受信したか否か判定する(S202)。送信終了通知を受信していない場合(S202のNo)は、送信間隔RIFSでデータを送信する(S208)。一方、第2無線機器21が送信終了通知を受信した場合(S202のYes)、第2無線機器21は、切り替え要求通知を送信する(S203)。図4の場合は、Ack信号に切り替え要求通知を含めて送信する。

第2無線機器21は、切り替え要求通知を送信すると送信間隔をRIFSからIIFSに切り替えて(S204)、データを送信間隔IIFSで送信する(S205)。

第2無線機器21は、送信間隔IIFSで送信データを送信している間に第1無線機器11から第2切り替え要求通知を含むデータが送信されていないか判定する(S206)。第1無線機器11からの第2切り替え要求通知を含むデータを受信していない場合(S206のNo)、第2無線機器21は、S205に戻り送信間隔IIFSでデータを送信する。第1無線機器11からの第2切り替え要求通知を受信した場合(S206のYes)、第2無線機器21は、送信間隔をIIFSからRIFSに切り替える(S207)。

図7に本実施例の無線機器の構成例を示す。第1,2無線機器1,2は、送信する信号の種類とタイミングが異なるが、ハードウェア構成は同じでも実現できるため図7を用いて第1無線機器11及び第2無線機器21の両方について説明する。

図7の無線機器は、アンテナ10、無線部20、変復調部30及びMAC処理部40と、を備える。変復調部30は変調部31と復調部32を含み、MAC処理部40は、送信部41、受信部42、IIFS/RIFS切替制御部43及び送信バッファ45(送信キュー)を含む。

まず、信号送信時の無線機器の動作を説明する。信号送信時、図示しない上位層処理部から出力されたデータは、送信バッファ45に格納される。送信バッファ45は、バッファ内のデータを格納された順番に送信部41に入力する。送信部41は、MACヘッダ付加等の処理を行い、フレームを生成する。生成したフレームは変調部31に出力される。変調部31は、フレームに対して符号化処理、変調処理や、物理ヘッダの追加等の処理を行い、物理フレームを生成する。無線部20は、物理フレームに対してD/A変換処理、アップコンバート等の処理を行い、送信信号を生成し、アンテナ10を介して送信する。なお、図7では、MACヘッダ付加等の処理を行い、フレームを生成するブロックを送信部と称しているが、図7の送信部41、変調部31及び無線部20の送信機能を有する部分をまとめて送信部又は送信手段と称してもよい。

次に信号受信時の無線機器の動作を説明する。アンテナ10を介して受信された受信信号は、無線部20にてダウンコンバート、A/D変換等の処理を施され物理フレームに変換される。服兆部32は、物理フレームに対して復調処理や物理ヘッダの解析等の処理を行い、フレームを生成する。受信部42は、フレームのMACヘッダの解析等の処理を行い、データを生成する。受信部42は、受信信号が当該無線機器の通信相手から送信された信号である場合には、データを上位層処理部に出力する。なお、図7では、MACヘッダ解析等の処理を行い、データを生成するブロックを送信部と称しているが、図7の受信部42、復調部32及び無線部20の受信機能を有する部分をまとめて受信部又は受信手段と称してもよい。

図7の無線機器がInitiatorとして動作する第1無線機器11の場合、第1無線機器11は、他の無線機器である第2無線機器21に接続要求信号を送信して第2無線機器21と接続を確立するとまず第2無線機器21に第1間隔IIFSで第1信号を送信し、第2無線機器21から第1間隔IIFSより長い第2間隔RIFSで信号を受信する。

第1無線機器11のIIFS/RIFS切替制御部43は、第2無線機器21に送信する第1信号(送信データ)があるか否かを判定する第1判定手段として機能する。

送信部41は、IIFS/RIFS切替制御部43により第2無線機器21に送信する第1信号がないと判定された場合に、送信する信号がない旨を示す送信終了通知を送信する第1送信手段として機能する。

受信部42は、送信終了通知を受信した第2無線機器21から第1無線機器11の送信間隔を第1間隔から第2間隔へ切り替えるよう求める切り替え要求通知を受信する第1受信手段として機能する。なお、切り替え要求通知は、第2無線機2の送信間隔を第2間隔から第1間隔へ切り替えるよう求めるものであってもよい。

IIFS/RIFS切替制御部43は、送信部41の送信間隔が第2間隔である場合に第1無線機器11に送信するデータが発生すると、送信間隔を第2間隔から第1間隔に切り替えるか否かを判定する。

送信部41は、IIFS/RIFS切替制御部43によって送信間隔を第1間隔に切り替えると判定された場合は、切り替える旨を示す第2切り替え要求通知を送信する。

図7の無線機器がResponderとして動作する第2無線機器21の場合、第2無線機器21は、他の無線機器である第1無線機器11から接続要求信号を受信して第1無線機器11と接続を確立すると第1無線機器11に第2間隔RIFSで信号を送信し、第1無線機器11から第2間隔RIFSより短い第1間隔IIFSで信号を受信する。

IIFS/RIFS切替制御部43は、第1無線機器11の送信間隔を第1間隔から第2間隔へ切り替えるよう求めるか否か判定する第2判定手段として機能する。

受信部42は、第1無線機器11が送信する送信終了通知を受信する第2受信手段として機能する。

送信部41は、受信部42が送信終了通知を受信しかつ、IIFS/RIFS切替制御部43が第1間隔から第2間隔へ切り替えるよう求めると判定した場合に、切り替え要求通知を第1無線機器11に送信する第2送信手段として機能する。

送信部41は、第1間隔で第2信号(送信データ)を送信している場合に受信部42が第2切り替え要求通知を受信すると、次に送信する第2信号があっても送信間隔を前記第2間隔に切り替える。

以上のように、本実施例に係る無線システムは、Initiatorである第1無線機器11に送信データがなく第2無線機器21に送信データがある場合に、第1無線機器11の送信間隔を第2間隔RIFSに切り替え、第2無線機器21の送信間隔を第1間隔IIFSに切り替える。送信データの有無に応じて送信間隔IIFS、RIFSを相補的に切り替えることで、Initiatorの優先的な送信を確保しつつ、Responderの信号伝送効率を向上できる。さらに、Initiatorである第1無線機器11に送信データが発生した場合は、第2無線機器21の送信状況に関わらず、第1無線機器11の送信間隔を第1間隔IIFSに切り替え、第2無線機器21の送信間隔を第2間隔RIFSに切り替えることでInitiatorの優先的な送信を確保することができる。

なお、本実施例では、第1無線機器11をInitiator、第2無線機器21をResponderとして説明したが、第1無線機器11がResponder、第2無線機器21がInitiatorであってもよい。Initiator, Responderの決め方としては、接続要求信号を送信した方をInitiatorとする方法であっても、接続要求信号の送受信によって接続が確立した後に、第1,2無線機器11,21同士でやり取りしてどちらがInitiator, Responderになるか決定する方法であってもよい。第1,2無線機器1,2は接続を確立した場合に、自身がInitiator であるかResponderであるかを保持する記憶領域を図示しないが有している。

また、本実施例では、第2無線機器21は第1無線機器11から送信終了通知を受信してから切り替え要求通知を送信しているが、第2無線機器21は、送信間隔を切り替えると判定した後は、送信するすべてのデータに切り替え要求通知を含めて送信してもよい。この場合、第2無線機器21は切り替え要求通知を送信した後に送信終了通知を受信した時点で送信間隔をRIFSからIIFSに変更してもよい。即ち、すでに切り替え要求通知を送信していれば送信終了通知を受信後、さらに切り替え要求通知を送信せずに第2無線機器21は送信間隔の切り替えを行う。第1無線機器11は切り替え要求通知を受信した後、送信終了通知を送信すると、その後切り替え要求通知を受信しなくても送信間隔をRIFSからIIFSに変更する。

(第2実施例)
本発明に係る第2実施例を説明する。第1実施例では、IIFS/RIFS設定切替え直前の信号送信の送達状況を考えずにIIFS/RIFS設定切替えを行う場合を示した。実際には直前の信号の送受信が失敗した場合には再送する必要があるため、再送も含めて必要な送信が全て終了してからIIFS/RIFS設定を切り替えたほうが良い。例えば、1つのデータを1つの物理フレームで送信するシングルデータ信号送信とそれに対するACK信号などの応答信号受信の場合には、送信した信号が誤った場合には応答信号が送信されないため、IIFS/RIFS設定の切り替えは信号の送信が成功した場合のみ生じる。一方、複数のデータを1つの物理フレームで送信するマルチデータ信号送信の場合には、Block ACK(BA)信号などの応答信号を受信しても、全てのデータが送信成功しているとは限らない。そのため、本実施例では、IIFS設定中の無線機器で再送発生を考慮した切替え方法の説明を行う。具体的には、本実施例では、IIFS/RIFS設定切替えタイミング及び、該切替えのトリガーが第1実施例の説明とは異なる。

本実施例に係る無線システムは、第1無線機器12と第2無線機器22を有している。第1無線機器12は、第1信号がマルチデータ信号であり、Ack信号が複数のデータに対応するBlock Ack信号である点、マルチデータ信号を再送しなくてよい場合に切り替え許可通知を送信する点を除き第1実施例の第1無線機器1とほぼ同じ構成及び機能を有する。第2無線機器22は、第2信号がマルチデータ信号であり、Ack信号が複数のデータに対応するBlock Ack信号である点、マルチデータ信号を再送しなくてよい場合に第2切り替え許可通知を送信する点を除き第1実施例の第2無線機2とほぼ同じ構成及び機能を有する。以下、第1無線機器12がInitiator、第2無線機22がResponderとして動作する場合について説明する。

図8に第1,2無線機器12,22間のパケット交換の例を示す。第1無線機器12,22が接続を確立するまでの動作は第1実施例と同じであるため省略する。第1無線機器12はマルチデータ信号D401を第2無線機器22に送信する。

第2無線機器22は、マルチデータ信号D401を受信するとマルチデータ信号D401に含まれる複数のデータの受信に成功したか否か判定する。第2無線機器22は、複数のデータそれぞれに対応する到達確認情報をBlock Ack信号(BA信号)A401として送信する。図8の例では、第2無線機器22が送信したマルチデータ信号D401には4つのデータが含まれており、第2無線機器22は、先頭及び2番目のデータの受信には成功したが、3番目及び4番目のデータの受信は失敗したためその旨を示すBA信号A401を送信する。

BA信号A401を受信した第1無線機器12は、第2無線機器22が受信に失敗した3番目と4番目のデータを含む再送信号D402を送信する。第2無線機器22は、再送信号D402を受信すると該再送信号D402に対応するBA信号A402を送信する。図8の例では、すべてのデータを正常に受信できているためその旨を示すBA信号A402を送信する。

ここで、第1無線機器12が送信するマルチデータ信号D401には送信終了通知が含まれている。送信終了通知を含むマルチデータ信号D401は、第1実施例に示す送信終了通知を含む送信データと同様に生成すればよい。送信終了通知を含むマルチデータ信号D401を受信した第2無線機器22は、送信間隔をRIFSからIIFSへ切り替える場合は切り替え要求通知をBA信号A401に含めて送信する。実施例1の切り替え要求通知をAck信号に含めるのと同様にして切り替え要求通知をBA信号A401に含めればよい。

ところが、第2無線機器22が送信したBA信号A401には受信失敗を示す情報も含まれているため、実施例1と同様に切り替え要求通知を送信してすぐに、第2無線機器22の送信間隔をIIFSに切り替えると、第2無線機器22は再送信号D402を受信することができない。そこで本実施例では、切り替え要求通知を送信してすぐに、第2無線機器22の送信間隔をIIFSに切り替えるのではなく、切り替え要求通知に対する切り替え許可通知を受信してから第2無線機器22の送信間隔をIIFSに切り替える。

図8では、第2無線機器22がBA信号A401を送信した後に、第1無線機器12は、切り替え許可通知ではなく再送信号D402を送信しているため、第2無線機器22は切り替え要求通知を含むBA信号A401を送信しても送信間隔をRIFSからIIFSには切り替えない。

第1無線機器12は、第2無線機器22から切り替え要求通知を受信しても再送信号D402があるため切り替え許可通知を送信しない。第1無線機器12は、再送信号D402を送信する場合、再送信号D402以外に送信するデータがない場合は再送信号D402に送信終了通知を含めて送信する。

第2無線機器22は、再送信号D402を受信すると再送信号D402に対するBA信号A402を送信する。このとき、第2無線機器22は送信間隔の切り替えを要求する場合は切り替え要求通知を含めてBA信号A402を送信する。

第1無線機器12は、BA信号A402を受信する。第2無線機器22は再送信号D402に含まれる複数のデータすべての受信に成功しているため、第1無線機器12はさらに再送信号を送信する必要はない。そこで第1無線機器12は、切り替え要求通知に対して送信間隔を切り替える許可を第2無線機器22に送信する。図8では、BA信号A402に対してAck信号A403を送信することで切り替え許可を示している。切り替え許可通知としてAck信号A403を送信する代わりに、別の信号を送信してもよい。

Ack信号A403を送信した第1無線機器12は送信間隔をIIFSからRIFSに切り替える。第2無線機器22は、Ack信号A403を受信すると送信間隔をRIFSからIIFSに切り替えてデータD404を送信する。

次に、図9を用いて第1無線機器12が送信間隔をRIFSからIIFSに切り替える場合について説明する。ここでは、第1無線機器12が送信間隔をRIFSとして、第2無線機器22が送信間隔をIIFSとして通信を行っているものとする。

第2無線機器22がマルチデータ信号D501を送信し、第1無線機器12が該マルチデータ信号D501に対応するBA信号A501を送信しているときに、第1無線機器12に送信するデータが発生した場合を考える。

この場合、第1無線機器12は第2無線機器22の送信状況に関わらず、次に第2無線機器22に信号を送信するタイミングで切り替え要求通知を送信する。図9ではマルチデータ信号D502に対応するBA信号A502に含めて送信している。

しかし、第2無線機器22はマルチデータ信号D502に含まれる複数のデータのうち3番目と4番目に含まれるデータの受信に失敗している。第1無線機器12が送信したBA信号A502には受信失敗を示す情報も含まれているため、第2無線機器22は、マルチデータ信号D502の再送信号を送信する。第1無線機器12は、送信間隔をIIFSに切り替えると、該再送信号を受信することができない。そこで第2無線機器22は、切り替え許可通知を送信せず再送信号D503を送信する。

第1無線機器12は切り替え要求通知を送信しても切り替え許可通知を受信していないため、送信間隔をRIFSからIIFSには切り替えず、再送信号D503を受信する。第1無線機器12は、送信するデータが発生しており、再送信号D503に対するBA信号A503に切り替え要求通知を含めて送信する。

この場合、第1無線機器12は再送信号D503に含まれるすべてのデータの受信に成功している。従って、第2無線機器22は、送信するデータが送信キューにあっても切り替え許可通知を送信する。図8では、BA信号A503に対してAck信号A504を送信することで切り替え許可を示している。切り替え許可通知としてAck信号A504を送信する代わりに、別の信号を送信してもよい。

Ack信号A504を送信した第2無線機器22は送信間隔をIIFSからRIFSに切り替える。第1無線機器12は、Ack信号A504を受信すると送信間隔をRIFSからIIFSに切り替えて、データD505を送信する。

図10に第1無線機器12の処理フローを示す。第2無線機器22から切り替え要求通知を受信した場合は、マルチデータ信号の再送が必要か否か判定する(S301)。再送が必要な場合(S301のYes)、第1無線機12は、処理を終了し送信間隔IIFSで再送信号を送信する。一方、再送が不要な場合(S301のNo)、第1無線機器12は切り替え許可通知を送信し(S302)、送信間隔をIIFSからRIFSに切り替える(S104)。

また、第1無線機器12の送信間隔がRIFSのときにIIFSに切り替える場合、第1無線機器12が第2無線機器22に第2切り替え要求通知を送信する(S109)。第1無線機器12は、第2無線機器22から切り替え許可通知を受信しなかった場合(S303のNo)は、送信間隔を切り替えず再送信号を受信し(S304)、S101に戻る。一方、第2無線機器22から切り替え許可通知を受信した場合(S303のYes)、第1無線機器12は送信間隔をRIFSからIIFSに切り替えて(S110)、マルチデータ信号を送信し(S111)、S101に戻る。

図11に第2無線機器22の処理フローを示す。第2無線機器22は、送信間隔をRIFSからIIFSに切り替える場合、第1無線機器12に切り替え要求通知を送信する(S203)。第2無線機器22は、切り替え要求通知送信後、切り替え許可通知を受信したか否か判定する(S401)。切り替え許可通知を受信しない場合(S401のNo)、第2無線機器22は再送信号を受信し(S402)、S202に戻る。一方、切り替え許可通知を受信した場合(S401のYes)、第2無線機器22は送信間隔をRIFSからIIFSに切り替える(S204)。

第2無線機器22は送信間隔IIFSでマルチデータ信号を送信している場合に第1無線機器12から第2切り替え要求通知を受信する(S206のYes)と、送信したマルチデータ信号の再送が必要か判定する(S403)。再送が必要な場合(S403のYes)、第2無線機器22は処理を終了し再送信号を送信する。一方、再送が不要な場合(S403のNo)、第2無線機器22は切り替え許可通知を送信し(S404)、送信間隔をIIFSからRIFSに切り替える(S207)。

図12に本実施例の無線機器の構成例を示す。第1,2無線機器12,22は、送信する信号の種類とタイミングが異なるが、ハードウェア構成は同じでも実現できるため図12を用いて第1無線機器12及び第2無線機器22の両方について説明する。

図12の無線機器は、図7の無線機器の構成に加え、再送制御部44を備えている。

再送制御部44は、通信相手である他の無線機器が送信するBA信号に応じてマルチデータ信号の再送を制御する。再送制御部44は、送信に失敗したデータを再送するよう送信部41を制御する。送信部41は再送制御部44の指示に従い再送信号を送信する。

図12の無線機器がInitiatorとして動作する第1無線機器12の場合、第1無線機器12のIIFS/RIFS切替制御部43は、第2無線機器22から切り替え要求通知を受信した場合、再送制御部44に再送が必要か否か問い合わせる。IIFS/RIFS切替制御部43は、再送が不要の場合に送信間隔をIIFSからRIFSに切り替えると判定する。

第1送信手段として機能する送信部41は、IIFS/RIFS切替制御部43が送信間隔を切り替えると判定したとき、即ち受信部42が切り替え要求通知受信したときに再送する第1信号(マルチデータ信号)を有していない場合に第1無線機器の送信間隔を第1間隔IIFSから第2間隔RIFSへ切り替える切り替え許可通知を送信し、送信間隔を第2間隔に切り替え第2間隔で第1信号(マルチデータ信号)を送信する。

IIFS/RIFS切替制御部43は、送信部41の送信間隔が第2間隔である場合に第1無線機器1に送信するデータが発生すると、送信間隔を第2間隔から第1間隔に切り替えるか否かを判定する。

IIFS/RIFS切替制御部43は、第2切り替え要求通知を送信後、切り替え許可通知を第2無線機器22から受信した場合に、送信間隔をRIFSからIIFSに切り替える。

図12の無線機器がResponderとして動作する第2無線機器22の場合、第2無線機器22の、IIFS/RIFS切替制御部43は、送信部41が切り替え要求通知を送信した後に受信部42が切り替え許可通知を受信すると送信間隔をRIFSからIIFSに切り替える。

送信部41は、IIFS/RIFS切替制御部43が送信間隔を切り替えると第2信号(マルチデータ信号)を送信間隔IIFSで送信する。

また、IIFS/RIFS切替制御部43は、第2切り替え要求通知を第1無線機器12から受信した場合、再送制御部44によって再送される第2信号(マルチデータ信号)がある場合は切り替え許可通知を送信せず、再送される信号がない場合に第2無線機器22が送信するデータがあっても送信間隔をIIFSからRIFSに切り替える。送信部41は、IIFS/RIFS切替制御部43が送信間隔を切り替えると、切り替え許可通知を第1無線機器12に送信し、以降第2信号をRIFSで送信する。

以上のように、本実施例に係る無線システムは、第1実施例と同様の効果が得られるとともに、再送信号がない場合にのみ送信間隔を切り替えるため、送信信号の送信に失敗しても再送信号を遅延することなく送信することができる。

(変形例1)
図13を用いて本実施例の変形例を説明する。第2実施例では、第1無線機器12が送信終了通知を送信すると、第2無線機器22が切り替え要求通知を送信する。切り替え要求通知に対し、第1無線機器11が切り替え許可通知を送信すると、第1無線機器12は送信間隔をIIFSからRIFSに切り替え、第2無線機器22は送信間隔をRIFSからIIFSに切り替えていた。本変形例1では、第1無線機器12が送信終了通知を送信しなくても、第2無線機器22は送信間隔を切り替えると判定した場合に切り替え要求通知を送信する。第1無線機器12は、第2無線機器22から切り替え要求信号を受信すると、次に送信するデータ及び再送信号がなければ切り替え許可通知を送信する。

具体的に図13を用いて説明する。第1無線機器12はマルチデータ信号D601を送信する。マルチデータ信号D601を送信した後に送信するデータがなくても、第1無線機器12はマルチデータ信号D601に送信終了通知を含めず送信する。

第2無線機器22はマルチデータ信号D601を受信すると、マルチデータ信号D601に対応するBA信号A601を第1無線機器12に送信する。第2無線機器22は、送信間隔をRIFSからIIFSに切り替えるため、BA信号A601に切り替え要求通知を含めて送信する。

第1無線機器12は切り替え要求通知を含むBA信号A601を受信する。BA信号A601にはマルチデータ信号D601の一部のデータ受信に失敗した旨が示されているため、第1無線機器12は、切り替え許可通知を送信せず、再送信号D602を送信する。再送信号以外に送信するデータがなくても、第1無線機器12は、送信終了通知を含めず再送信号D602を送信する。

第2無線機器22は、再送信号D602を受信すると、再送信号D602に対応するBA信号A602を第1無線機器12に送信する。第2無線機器22は、送信間隔をRIFSからIIFSに切り替えるため、BA信号A602に切り替え要求通知を含めて送信する。

第1無線機器12は、切り替え要求通知を含むBA信号A602を受信する。今度は第2無線機器22は再送信号D602の受信に成功しているため、第1無線機器12はマルチデータ信号を再送する必要がない。そこで、第1無線機器12は、切り替え許可通知としてTx End信号T603を送信する。なお、切り替え許可通知は、例えば第2実施例のようにAck信号でもよく、また別の信号を用意してもよい。

第1無線機器12は、Tx End信号T603を送信すると送信間隔をIIFSからRIFSに切り替える。第2無線機器22は、Tx End信号T603を受信すると送信間隔をRIFSからIIFSに切り替えてマルチデータ信号D404を送信する。

(第3実施例)
本発明に係る第3実施例を説明する。第2実施例では、切り替え要求通知を受信した無線機器が再送信号の有無を考慮して切り替え許可通知を送信していたが、第3実施例では切り替え要求通知を送信した無線機器が切り替え要求通知を送信した後に、1番目に送信する信号は第2間隔RIFSあけて送信し、2番目以降の信号は第1間隔IIFSあけて送信するようにしている。これより、切り替え許可通知を受信しなくても、無線機器は送信間隔をRIFSからIIFSに切り替えることができる。

本実施例に係る無線システムは、第1無線機器13と第2無線機器23を有している。第1無線機器13は、第1信号がマルチデータ信号であり、Ack信号が複数のデータに対応するBlock Ack信号である点、切り替え要求通知を送信した後に送信する第1信号の送信間隔を除き第1実施例の第1無線機器1とほぼ同じ構成及び機能を有する。第2無線機器23は、第2信号がマルチデータ信号であり、Ack信号が複数のデータに対応するBlock Ack信号である点、切り替え要求通知を送信した後に送信する第2信号の送信間隔を除き第1実施例の第2無線機2とほぼ同じ構成及び機能を有する。以下、第1無線機器13がInitiator、第2無線機23がResponderとして動作する場合について説明する。

図14に第1,2無線機器13,23間のパケット交換の例を示す。第2無線機器23が切り替え要求通知を送信するまでの動作は第2実施例と同じであるため説明を省略する。

切り替え要求通知を含むBA信号A402を送信した第2無線機器23は、BA信号A402の次に送信するマルチデータ信号(第2信号)D701をRIFSだけあけて送信する。例えば図14の点線で示すように第1無線機器13に再送信号がある場合、第1無線機器13はIIFSだけあけて再送信号を送信する。そのため第2無線機器23は、マルチデータ信号D701を送信する前に再送信号を受信することになり、第1無線機器13が送信する再送信号と第2無線機器23が送信するマルチデータ信号D701が衝突することがない。

一方、第1無線機器13に再送信号がない場合、第2無線機器23は送信間隔RIFSでマルチデータ信号D701を送信する。第2無線機器23は送信間隔RIFSでマルチデータ信号D701を送信すると、以降のマルチデータ信号を送信間隔IIFSで送信する。

第1無線機器13が送信間隔をRIFSからIIFSに切り替える場合は第2実施例と同様であるため説明を省略する。

第1無線機器13の処理フローを図15に示す。図15の処理フローは、図10のS303で切り替え許可通知有りか否かを判定している代わりに、RIFSで信号送信したか判定している(S501)点が異なる。

本実施例の無線機器の構成は、図12に示すブロック図と同じである。図12の無線機器が本実施例のResponderとして動作する場合、送信部41は、切り替え要求通知を送信した後に第1信号を送信間隔IIFSでなくRIFSで送信する。

以上により、第3実施例によると、第1,2実施例と同様の効果が得られるとともに、切り替え許可通知を用いなくても送信間隔の切り替えが可能であるため、信号伝送効率をさらに向上させることができる。

(変形例2)
図16を用いて本実施例の変形例を説明する。第3実施例では、切り替え要求通知を送信すると、第2無線機器23は、次にRIFSだけ待って次のマルチデータ信号を送信する。本変形例では、第2無線機器23はBA信号の内容を確認する。第2無線機器23は、第1無線機器13から送信されたマルチデータ信号の受信に成功しており再送信号が送信されないと判定した場合は、切り替え要求通知を送信した次のマルチデータ信号を送信間隔IIFSで送信する。

具体的に図16を用いて説明する。第2無線機器23がBA信号A402に切り替え要求通知を含めて送信するところまでは図8と同じである。

第2無線機器23は、再送信号D402の受信に成功している。第2無線機器23は、BA信号A402に切り替え要求通知を含めて送信する。第2無線機器23は、BA信号A402を送信後、送信間隔をIIFSあけてマルチデータ信号D801を送信する。

第2無線機器23の構成は、図12に示すブロック図と同じである。IIFS/RIFS切替制御部43は、受信部42からの通知または再送制御部44からの通知を受けて第1無線機器13が送信するデータの受信に成功したか否か判定し、切り替え要求通知を含むBA信号送信後にIIFSあけてマルチデータ信号を送信するか否か判定する機能をさらに有している。

なお、図16の第2無線機器23は、送信間隔を切り替えると判定した場合に切り替え要求通知を送信しているが、第1無線機器13が送信するデータの受信に成功した場合にのみ送信するようにしてもよい。例えば、第2無線機器23は、BA信号A401には切り替え要求通知を含めず、BA信号A402にのみ含めて送信してもよい。

また、本変形例では、第2無線機器23についてのみ記載したが、第1無線機器13についても同様に変形が可能である。図9では、第1無線機器は、BA信号に第2切り替え要求通知を含めて送信している。第1無線機器は、再送信号D503の受信に成功しており、BA信号A503を送信しても再送信号を受信しない。そこで、第1無線機器は、BA信号A503を送信した後、送信間隔IIFSでマルチデータ信号D505を送信するようにしてもよい。

この場合の第1無線機器の構成は、図12に示すブロック図と同じである。IIFS/RIFS切替制御部43は、受信部42からの通知または再送制御部44からの通知を受けて第2無線機器23が送信するデータの受信に成功したか否か判定し、第2切り替え要求通知を含むBA信号送信後にIIFSあけてマルチデータ信号を送信するか否か判定する機能をさらに有している。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

1,2,12,13,22,23 無線機器、10 アンテナ、20 無線部、31 変調部、32 復調部41 送信部、42 受信部、43 IIFS/RIFS切替制御部、44 再送制御部、45 送信バッファ

Claims

第1間隔又は前記第1間隔より長い第2間隔のいずれかで第1信号を送信する第1無線機器
と、前記第1間隔、前記第2間隔のうち、前記第1無線機器が使用していない間隔で第2信号
を送信する第2無線機器を有する無線システムであって、
前記第1無線機器は、
前記第2無線機器に送信する前記第1信号があるか否かを判定する第1判定手段と、
前記第2無線機器に送信する前記第1信号がないと判定された場合に、送信する信号がな
い旨を示す送信終了通知を送信する第1送信手段と、
前記送信終了通知を受信した前記第2無線機器から前記1無線機器の送信間隔を前記第1
間隔から前記第2間隔へ切り替えるよう求める切り替え要求信号を受信する第1受信手段と
、を備え、
前記第2無線機器は、
前記1無線機器の送信間隔を前記第1間隔から前記第2間隔へ切り替えるよう求めるか否
か判定する第2判定手段と、
前記送信終了通知を受信する第2受信手段と、
前記送信終了通知を受信しかつ、前記第1間隔から前記第2間隔へ切り替えるよう求める
と判定した場合に、前記切り替え要求信号を送信する第2送信手段と、を備え、
前記第1送信手段は、前記第1受信手段が前記切り替え要求信号を受信すると前記第2間
隔で前記第1信号を送信し、
前記第2送信手段は、前記切り替え要求信号を送信すると前記第1間隔で前記第2信号を
送信し、
前記第1判定手段は、前記第2間隔で前記第1信号を送信しているときに送信データが発
生すると、前記第2間隔を前記第1間隔に切り替えるか否かを判定し、
前記第1送信手段は、送信間隔を前記第1間隔に切り替える場合は、切り替える旨を示す
第2切り替え要求信号を送信し、
前記第2送信手段は、前記第2受信手段が前記第2切り替え要求信号を受信した場合に送
信データがあっても送信間隔を前記第2間隔に切り替えることを特徴とする無線システム
。
前記第2送信手段は、前記切り替え要求信号を送信した後に、前記送信データを複数の
前記第2信号に変換して送信する場合、第1番目の前記第2信号は前記第2間隔をあけて送信
し、第2番目以降の前記第2信号は前記第1間隔をあけて送信することを特徴とする請求項
１記載の無線システム。
前記第1送信手段は、前記第1受信手段が前記切り替え要求信号受信したときに再送する
前記第1信号を有していない場合に前記1無線機器の送信間隔を前記第1間隔から前記第2間
隔へ切り替える切り替え許可信号を送信し、前記第2間隔で前記第1信号を送信し、
前記第2送信手段は、前記切り替え要求信号を送信し、前記第2受信手段が前記切り替え
許可信号を受信すると前記第1間隔で前記第2信号を送信することを特徴とする請求項１記
載の無線システム。
前記第2送信手段は、前記第2受信手段が前記第2切り替え要求信号を受信した場合に送
信データがあっても再送データがなければ送信間隔を前記第2間隔に切り替える第2切り替
え許可信号を送信することを特徴とする請求項３記載の無線システム。
第1間隔又は前記第1間隔より長い第2間隔のいずれかで第1信号を送信する無線機器であ
って、
第2無線機器に送信する前記第1信号があるか否かを判定する判定手段と、
前記第2無線機器に送信する前記第1信号がないと判定された場合に、送信する信号がな
い旨を示す送信終了通知を送信する送信手段と、
前記送信終了通知を受信した前記第2無線機器から、送信間隔を前記第1間隔から前記第
2間隔へ切り替えるよう求める切り替え要求信号を受信する受信手段と、を備え、
前記送信手段は、前記受信手段が前記切り替え要求信号を受信すると前記第2間隔で前
記第1信号を送信し、
前記判定手段は、前記第2間隔で前記第1信号を送信しているときに送信データが発生す
ると、前記第1間隔に切り替えるか否かを判定し、
前記送信手段は、送信間隔を前記第2間隔から前記第1間隔に切り替える場合は、切り替
える旨を示す第2切り替え要求信号を送信する無線機器。
前記第1信号を送信するアンテナを更に備える請求項５記載の無線機器。
第2無線機器から第1間隔又は前記第1間隔より長い第2間隔のいずれかで送信された第1
信号を受信し、前記第1及び第2間隔のうち、前記第2無線機器が使用していない間隔で第2
信号を送信する無線機器であって、
前記第2無線機器の送信間隔を前記第1間隔から前記第2間隔へ切り替えるよう求めるか
否か判定する判定手段と、
前記第2無線機器が送信する前記第1信号がない旨を示す送信終了通知を受信する受信手
段と、
前記送信終了通知を受信しかつ、自装置の送信間隔を前記第1間隔から前記第2間隔へ切
り替えるよう求めると判定した場合に、送信間隔を前記第1間隔から前記第2間隔へ切り替
えるよう求める切り替え要求信号を前記第2無線機器に送信する送信手段と、を備え、
前記送信手段は、前記切り替え要求信号を送信すると前記第1間隔で前記第2信号を送信
し、
前記送信手段は、前記第2無線機器の送信間隔を前記第2間隔から前記第1間隔に切り替
える旨を示す第2切り替え要求信号を前記第2無線機器から受信した場合に、送信データが
あっても送信間隔を前記第2間隔に切り替える無線機器。
前記送信手段は、前記切り替え要求信号を送信した後に、前記送信データを複数の前記
第2信号に変換して送信する場合、第1番目の前記第2信号は前記第2間隔をあけて送信し、
第2番目以降の前記第2信号は前記第1間隔をあけて送信する請求項７記載の無線機器。
前記第1信号を受信するアンテナを更に備える請求項７もしくは請求項８に記載の無線
機器。