JP6011081B2 - Wireless communication apparatus and priority control method - Google Patents

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Description

本発明は、無線通信装置及び優先制御方法に関する。   The present invention relates to a wireless communication apparatus and a priority control method.

近年、無線LAN(Wireless Local Area Network)技術の発達やアクセスポイント設置拠点の拡大等に伴い、無線LANは電子メールやWeb閲覧だけでなく、動画視聴、VoIPによる音声通信等に至るまで様々なサービスに利用されている。このように音声通信に代表されるデータの遅延が許容され難く比較的リアルタイム性が要求されるサービスや、一方でアプリケーションにより自動的に行われるサーバとの同期や死活監視のためのバックグラウンド通信等が混在している。すなわち、サービスやアプリケーション毎に要求されるQoS(Quality of Service)レベルが異なるのが一般的である。   In recent years, with the development of wireless LAN (Wireless Local Area Network) technology and the expansion of access point installation bases, wireless LAN has various services ranging from email viewing and web browsing to video viewing and voice communication using VoIP. Has been used. In this way, services that are relatively unacceptable for data delay such as voice communication and require relatively real-time performance, on the other hand, background communication for server synchronization and alive monitoring that is automatically performed by the application, etc. Are mixed. That is, the QoS (Quality of Service) level required for each service or application is generally different.

そこで、無線LANにおけるQoS制御を実現するために、EDCA(Enhanced Distributed Channel Access)方式がある。EDCAは、IEEE(米国電気電子学会)802.11eで規定され、無線LANの標準のアクセス制御方式であるCSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)方式を拡張したアクセス制御方式である。   Therefore, there is an EDCA (Enhanced Distributed Channel Access) method for realizing QoS control in a wireless LAN. EDCA is an access control method that is defined by IEEE (American Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11e and extends the CSMA / CA (Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance) method, which is a standard access control method for wireless LANs.

EDCAでは、送信データの優先度に応じた4種類のアクセスカテゴリ(AC:Access Category)に分類された送信キューに、送信パケットを格納する。そして、送信キュー毎に設定される一定のフレーム送信間隔(AIFS:Arbitration Inter Frame Space)とランダムな待機時間のバックオフ時間とを調整することで、優先度の高いキューほど早くデータを送信する。そのため、優先度の高いデータが多い通信環境下では、優先度の低いアクセスカテゴリの送信キューに送信機会を与える頻度が低くなるので、優先度の低いデータはタイムアウトによるデータの破棄が引き起こされる可能性が高くなる。したがって、通信が不確実かつ不安定となってしまう問題がある。   In EDCA, a transmission packet is stored in a transmission queue classified into four types of access categories (AC) according to the priority of transmission data. Then, by adjusting a fixed frame transmission interval (AIFS: Arbitration Inter Frame Space) set for each transmission queue and a back-off time of a random waiting time, data is transmitted earlier in a queue having a higher priority. Therefore, in a communication environment with a lot of high-priority data, the frequency of giving a transmission opportunity to the transmission queue of the low-priority access category is low, so that low-priority data may cause data to be discarded due to timeout Becomes higher. Therefore, there is a problem that communication becomes uncertain and unstable.

そこで、タイムアウトによるデータの破棄を抑制することを目的として、送信データの送信要求発生からの経過時間又は送信データの再送回数に応じて送信データのAIFSとバックオフ値とを調整する手段を有する通信装置に関する技術が開示されている(例えば、「引用文献1」参照)。   Therefore, for the purpose of suppressing discarding of data due to timeout, communication having means for adjusting AIFS and backoff value of transmission data according to the elapsed time from transmission data transmission request occurrence or the number of retransmissions of transmission data A technique related to the apparatus is disclosed (for example, refer to “Cited document 1”).

しかしながら、引用文献1に記載されている技術では、優先度の低いデータのAIFSとバックオフ値とが短く設定されることにより、優先度の高いデータの待ち時間との差が小さくなる。そのため、異なる優先度の送信キューの待ち時間が同時に0になり、複数のデータが同時にキューから出力される内部衝突が発生する可能性が高くなる。このため、内部衝突処理による負荷が高まり、通信装置の性能(例えば、スループット)が低下する。さらに、データのAIFSとバックオフ値とが短く設定されると、この技術が適用された複数の通信装置が同じ待ち時間を経過した後、一斉に送信を開始する可能性が高くなる。このため、無線電波空間でのパケット衝突率が増加し、通信装置の性能が低下する。   However, in the technique described in the cited document 1, the difference between the high-priority data waiting time is reduced by setting the AIFS and back-off value of the low-priority data short. Therefore, the waiting time of transmission queues having different priorities becomes 0 at the same time, and the possibility of occurrence of an internal collision in which a plurality of data is simultaneously output from the queue increases. For this reason, the load due to the internal collision processing increases, and the performance (for example, throughput) of the communication device decreases. Furthermore, if the data AIFS and the back-off value are set short, there is a high possibility that a plurality of communication devices to which this technology is applied will start transmission at the same time after the same waiting time has elapsed. For this reason, the packet collision rate in the radio wave space is increased, and the performance of the communication device is lowered.

また、従来のEDCAの技術では、内部衝突が発生すると、優先度の低い送信キューのデータには送信機会が与えられない可能性が高く、再送上限回数を超過しデータが破棄されてしまうという問題は解決されない。   In addition, in the conventional EDCA technology, when an internal collision occurs, there is a high possibility that data in the transmission queue with low priority will not be given a transmission opportunity, and the number of retransmissions will be exceeded and the data will be discarded. Is not resolved.

そこで、本発明は上記問題に鑑みてなされたものであって、本発明は、無線通信装置において実行されるQoS制御に関して、優先度に応じた待ち時間の経過とは異なる一定の基準を満たすデータに対して優先的に送信機会を与えることで、通信の確実性及び安定性の向上を図ることを課題とする。   Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and the present invention relates to QoS control executed in a wireless communication apparatus, data that satisfies a certain standard different from the waiting time lapse according to priority. It is an object of the present invention to improve communication reliability and stability by giving a transmission opportunity preferentially.

そこで上記課題を解決するため、本発明は、送信データの属性に基づく優先度が高いほど短く定義された優先度対応時間と該送信データの経過した待機時間との差が小さいデータを送信する優先制御手段を有する。   Therefore, in order to solve the above-described problem, the present invention provides a priority for transmitting data in which the difference between the priority response time defined shorter and the waiting time in which the transmission data has passed is smaller as the priority based on the attribute of the transmission data is higher. It has a control means.

本発明によれば、無線通信装置において実行されるQoS制御に関して、優先度に応じた待ち時間の経過とは異なる一定の基準を満たすデータに対して優先的に送信機会を与えることで、通信の確実性及び安定性の向上を図ることができる。   According to the present invention, regarding QoS control executed in a wireless communication device, a transmission opportunity is preferentially given to data that satisfies a certain standard different from the passage of waiting time according to priority, thereby enabling communication. Certainty and stability can be improved.

本発明の実施の形態における無線通信システムの構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the radio | wireless communications system in embodiment of this invention. EDCA方式における送信データの処理概要及び送信キューのデータ構造の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the process structure of the transmission data in an EDCA system, and an example of the data structure of a transmission queue. EDCA方式におけるCSMA/CA制御の動作概要の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the operation | movement outline | summary of the CSMA / CA control in an EDCA system. EDCA方式におけるコンテンツウィンドウの設定値を示す図である。It is a figure which shows the setting value of the content window in an EDCA system. EDCA方式における内部衝突制御の動作概要の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the operation | movement outline | summary of the internal collision control in an EDCA system. 本発明の実施の形態における無線通信装置の機能構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a function structure of the radio | wireless communication apparatus in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態におけるAC毎のCWmin及びCWmaxの設定値、並びにAC毎の再送上限回数の一例を示す表である。Set value of CW min and CW max for each AC in the embodiment of the present invention, and is a table showing an example of the retransmission limit number for each AC. 本発明の実施の形態におけるAC毎のCWiと許容ST数の計算結果を示す表である。It is a table showing the calculation results of the CW i for each AC allowable ST number in the embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態における一例を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows an example in embodiment of this invention. 本発明の実施例1における無線通信装置の動作の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of operation | movement of the radio | wireless communication apparatus in Example 1 of this invention. 本発明の実施の形態における送信キュー・バッファ部の初期状態の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the initial state of the transmission queue buffer part in embodiment of this invention. 本発明の実施例2における無線通信装置の動作の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of operation | movement of the radio | wireless communication apparatus in Example 2 of this invention. 本発明の実施例3における無線通信装置の動作の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of operation | movement of the radio | wireless communication apparatus in Example 3 of this invention.

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

なお、本発明の実施の形態において、OSI参照モデルの第2層のデータ(MACフレーム)及び第3層以上のデータをパケットという。
[システム構成]
図1は、本発明の実施の形態における無線通信システム1の構成の一例を示す図である。
In the embodiment of the present invention, the data of the second layer (MAC frame) and the data of the third layer or higher of the OSI reference model are referred to as a packet.
[System configuration]
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a wireless communication system 1 according to an embodiment of the present invention.

無線通信システム1は、無線通信装置10とアクセスポイント20とを有する。無線通信装置10とアクセスポイント20とは、無線LAN99(Local Area Network)を介して通信可能に接続されている。   The wireless communication system 1 includes a wireless communication device 10 and an access point 20. The wireless communication device 10 and the access point 20 are communicably connected via a wireless LAN 99 (Local Area Network).

無線通信装置10は、情報処理機能及び通信機能等を有する機器であって、IEEE802.11b/a/g/n規格に基づき、無線通信をする機能を有する。また、本実施形態において、無線通信装置10は、様々なデータの種類(例えば、音声、動画、メール及びアプリによるサーバとの同期目的のバックグラウンド通信等)を生成したり、送受信する。無線通信装置10は、IEEE802.11eに規定されるEDCA方式により、これら様々なデータの種類の属性に応じた優先制御を行う。なお、無線通信装置10は、スマートフォン、PC(Personal Computer)、タブレット型端末又はPDA(Personal Digital Assistance)等が挙げられる。   The wireless communication device 10 is a device having an information processing function, a communication function, and the like, and has a function of performing wireless communication based on the IEEE802.11b / a / g / n standard. Further, in the present embodiment, the wireless communication device 10 generates various data types (for example, background communication for synchronization with a server by voice, moving image, mail, and application), and transmits / receives the data. The wireless communication device 10 performs priority control according to the attributes of these various types of data by the EDCA method defined in IEEE802.11e. Examples of the wireless communication device 10 include a smartphone, a PC (Personal Computer), a tablet terminal, or a PDA (Personal Digital Assistance).

アクセスポイント20は、周囲に定期的にビーコン(チャネル(周波数範囲)、ESSID、サポートしている伝送速度、セキュリティ方式、タイムスタンプ及びQoS等)を送信する。無線通信装置10がビーコンの到達範囲に進入すると、ビーコンを受信することでプローブ要求する(自機に設定されているESSIDを送信する)。その後、アクセスポイント20と無線通信装置10間で認証、アソシエーションを経て、無線通信が可能となる。   The access point 20 periodically transmits beacons (channel (frequency range), ESSID, supported transmission speed, security method, time stamp, QoS, etc.) to the surroundings. When the wireless communication device 10 enters the beacon reach range, the probe request is made by receiving the beacon (the ESSID set in the own device is transmitted). Thereafter, wireless communication is enabled through authentication and association between the access point 20 and the wireless communication device 10.

なお、本発明の実施の形態において、図1ではアクセスポイント20を介して接続するインフラストラクチャモードの通信形態としているが、複数の無線通信装置10がアクセスポイント20を介さず一対一で直接通信をするアドホックモードの通信形態であってもよい。
[EDCA方式の基本動作]
本発明の実施の形態における無線LANのアクセス制御方式としてEDCA方式を用いる。そのため、まずEDCA方式の基本動作の概要を説明する。
In the embodiment of the present invention, in FIG. 1, the communication mode is an infrastructure mode connected via the access point 20, but the plurality of wireless communication devices 10 directly communicate one-on-one without the access point 20. It may be an ad hoc mode communication mode.
[Basic operation of EDCA method]
The EDCA method is used as a wireless LAN access control method in the embodiment of the present invention. Therefore, first, an outline of the basic operation of the EDCA method will be described.

図2は、EDCA方式における送信データの処理概要及び送信キューのデータ構造の一例を示す図である。EDCAの動作概要は次のとおりである。図2に示されるように、EDCAでは、上位レイヤからデータを受け取ると、データの属性(例えば、音声や動画等のようなデータの種類)に基づく優先度に応じて4つのアクセスカテゴリ(AC:Access Category)(以下、「AC」という。)に分類する。4つのACとは、優先度が高い順にAC_VO(Voice)、AC_VI(Video)、AC_BE(Best Effort)、AC_BK(Background)がある。各ACに対応した送信キューが存在し、AC毎に分類されたパケットを、それぞれ対応するキューに格納する。次いで、パケットを送信するときにはキュー毎に独立してCSMA/CAを行い、その後無線チャネルでデータを送信する。ここで複数のキューの送信タイミングが重なる場合は、優先度の高いACのデータを送信する。アクセス制御で使用する送信前の待機時間に関するパラメータは、ACの優先度に応じて設定されており、それに従ってCSMA/CAを行うことで、パケットが送信される頻度に統計的な差を付ける。これにより優先度の高いACのデータにより多くの送信機会を与えることができる。なお、送信データのACに分類する処理は、例えばIPヘッダのTOS(Type Of Service)フィールド(8bit)の値や、IEEE802.1Qで規定されるVLAN Tagのプライオリティの値を、各ACに割り当てることにより行われる。図1に示されるように、例えば、各送信キューに振り分けられる前のパケット「P_VOi+1」のTOSが予めAC_VOとマッピングされている場合、「P_VOi+1」はAC_VOのキューに振り分けられる。 FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a processing outline of transmission data and an example of a data structure of a transmission queue in the EDCA scheme. The outline of EDCA operation is as follows. As shown in FIG. 2, in EDCA, when data is received from an upper layer, four access categories (AC: AC) are selected according to priority based on data attributes (for example, data types such as audio and video). Access Category) (hereinafter referred to as “AC”). The four ACs are AC_VO (Voice), AC_VI (Video), AC_BE (Best Effort), and AC_BK (Background) in descending order of priority. A transmission queue corresponding to each AC exists, and packets classified for each AC are stored in the corresponding queues. Next, when transmitting a packet, CSMA / CA is performed independently for each queue, and then data is transmitted through a wireless channel. Here, when the transmission timings of a plurality of queues overlap, AC data having a high priority is transmitted. The parameter related to the waiting time before transmission used in access control is set according to the priority of AC, and CSMA / CA is performed according to the parameter, thereby giving a statistical difference to the frequency of packet transmission. As a result, more transmission opportunities can be given to AC data with high priority. In the process of classifying the transmission data as AC, for example, the value of the TOS (Type Of Service) field (8 bits) of the IP header and the priority value of the VLAN tag defined by IEEE802.1Q are assigned to each AC. Is done. As shown in FIG. 1, for example, when the TOS of a packet “P_VO i + 1 ” before being distributed to each transmission queue is mapped to AC_VO in advance, “P_VO i + 1 ” is distributed to the AC_VO queue. .

図3は、EDCA方式におけるCSMA/CA動作概要の一例を示す図である。図3では、AC_VOとAC_BEの二つの送信キューにおけるパケット送信処理動作を説明する。EDCAでは、パケットを送信する無線チャネルが使用中であるか確かめるためにキャリアセンスが行われる。無線チャネルが使用中でなければ、AIFS及びバックオフ時間が経過するまで待機し、その間にキャリアセンスにより無線チャネルの使用が検知されなければ送信を開始する。AIFS及びバックオフ時間は、ACの優先度に応じて設定され、優先度の高いACほど短く、優先度の低いACほど長くなる。ここで、AC_VOの優先度はAC_BEよりも高く設定されている。   FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an outline of CSMA / CA operation in the EDCA method. FIG. 3 illustrates packet transmission processing operations in the two transmission queues AC_VO and AC_BE. In EDCA, carrier sense is performed in order to confirm whether a wireless channel for transmitting a packet is in use. If the wireless channel is not in use, it waits until the AIFS and backoff time elapses, and during that time, if the use of the wireless channel is not detected by carrier sense, transmission is started. The AIFS and backoff time are set according to the priority of AC, and the shorter the AC, the higher the priority, and the longer the AC, the lower the priority. Here, the priority of AC_VO is set higher than AC_BE.

AIFSとは、AC毎に設定されるパケット送信前の一定の待機時間であり、IEEE802.1eにおいて以下の式により定義されている。   AIFS is a fixed waiting time before packet transmission set for each AC, and is defined by the following formula in IEEE802.1e.

Figure 0006011081
ここでSIFS(Short Inter Frame Space)及びSlot Time(スロットタイム)は物理層(PHY)により定義される定数である。Slot Time(スロットタイム:ST)(以下、「ST」という。)は、AIFSとバックオフ時間を規定する基本単位時間である。AIFSN(AIFS Number)はAC毎に設定されるAIFSを定義するパラメータであり、IEEE802.1eにおいてデフォルト値は図4に示されるように規定されており、優先度の高いACほど小さい値となっている。
Figure 0006011081
Here, SIFS (Short Inter Frame Space) and Slot Time are constants defined by the physical layer (PHY). Slot Time (ST) (hereinafter referred to as “ST”) is a basic unit time that defines AIFS and backoff time. AIFSN (AIFS Number) is a parameter that defines AIFS set for each AC. IEEE802.1e defines the default value as shown in Fig. 4, and the higher the priority, the smaller the value. Yes.

バックオフ時間とは、AC毎に設定されるパケット送信前のランダムな待機時間である。第i回目のパケット送信時のバックオフ時間は、以下の式により表される。   The back-off time is a random waiting time before packet transmission set for each AC. The back-off time at the i-th packet transmission is expressed by the following equation.

Figure 0006011081
Random関数は[0, CWi]の範囲の一様な分布関数から生成される乱数値である。つまりCW(コンテンションウィンドウ:Contention Window)(以下、「CW」という。)は、乱数値の取り得る範囲を規定し、CWmin(最小値)≦CWi≦CWmax(最大値)(但し、i=1の場合、CW1 = CWmin)の関係がある。CWmin及びCWmaxの設定値はAC毎に異なり、IEEE802.1eでは図4に示されるようにAC毎にデフォルトの変数が定義され、優先度の高いACほど値が小さくなるように設定される。なお、AC毎のCWを区別する場合、例えばキューAC_VOに対応するCWは、CW[AC_VO]のように表す。
Figure 0006011081
The Random function is a random value generated from a uniform distribution function in the range [0, CW i ]. In other words, CW (Contention Window) (hereinafter referred to as “CW”) defines the range of random values, CW min (minimum value) ≦ CW i ≦ CW max (maximum value) (however, When i = 1, there is a relationship of CW 1 = CW min ). The setting values of CW min and CW max are different for each AC. In IEEE802.1e, default variables are defined for each AC as shown in FIG. 4, and the values are set so that the higher the priority, the smaller the value. . When distinguishing CW for each AC, for example, CW corresponding to the queue AC_VO is represented as CW [AC_VO].

なお、IEEE802.11において、送信するパケットには再送の上限回数(Retry Limit)(以下、「再送上限回数」という。)が設定される。再送上限回数を超過したパケットは、送信側の端末において破棄される。ここで、キューに格納されたパケットの初回の送信から再送上限回数に到達するまでの間の、第i回目のパケット送信時のCWは次の式により表される。   In IEEE 802.11, an upper limit number of retransmissions (Retry Limit) (hereinafter referred to as “the upper limit number of retransmissions”) is set for a packet to be transmitted. Packets that exceed the maximum number of retransmissions are discarded at the transmitting terminal. Here, CW at the time of the i-th packet transmission from the first transmission of the packet stored in the queue until the upper limit of retransmission is reached is expressed by the following equation.

Figure 0006011081
但し、i=1の場合、CW1 = CWminである。また、CWi≦CWmaxであるので、CWiの値がCW maxより大きい場合、CWi = CWmaxである。
Figure 0006011081
However, when i = 1, CW 1 = CW min . Further, since CW i ≦ CW max , when the value of CW i is larger than CW max , CW i = CW max .

EDCAにおけるCSMA/CAの動作は、図3に示されるように、例えば、キューAC_VOの待機時間は、AIFS=2STとバックオフ時間=3STとの合計である5STである。一方、AC_BEのキューの待機時間は、AIFS=3STとバックオフ時間=7STとの合計である10STである。よって、送信までの待機時間が短い優先度の高いキューAC_VOの待機時間が先に経過するので、P_VO1に先に送信機会が与えられ、P_VO1はキューAC_VOから出力(デキュー)される。P_BE1はP_VO1が送信されるまで待機し、その時点でCSMA/CAが行われる。   The operation of CSMA / CA in EDCA is as shown in FIG. 3, for example, the waiting time of the queue AC_VO is 5ST which is the sum of AIFS = 2ST and backoff time = 3ST. On the other hand, the waiting time of the AC_BE queue is 10ST, which is the sum of AIFS = 3ST and backoff time = 7ST. Therefore, since the standby time of the queue AC_VO having a high priority with a short standby time until transmission elapses first, a transmission opportunity is given to P_VO1 first, and P_VO1 is output (dequeued) from the queue AC_VO. P_BE1 waits until P_VO1 is transmitted, and CSMA / CA is performed at that time.

図5は、EDCAにおいて複数のキューの待機時間が同時に0になった場合の内部衝突制御の動作概要の一例を示す図である。この場合、IEEE802.11に記述される内部衝突制御により、優先度の高いキューのパケットに送信機会が与えられ、パケットが送信される。一方、優先度の低いキューのパケットは、パケット再送回数に「1」が加算され、バックオフ時間が更新され、パケットは再送される。但し、上述したように、再送上限回数を超過した場合は、パケットは破棄される。
[機能構成]
図6は、本発明の実施の形態における無線通信装置10の機能構成の一例を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of an outline of the operation of internal collision control when waiting times of a plurality of queues simultaneously become 0 in EDCA. In this case, the internal collision control described in IEEE802.11 gives a transmission opportunity to a packet in a queue having a high priority, and the packet is transmitted. On the other hand, for packets in a queue with low priority, “1” is added to the number of packet retransmissions, the backoff time is updated, and the packets are retransmitted. However, as described above, when the maximum number of retransmissions is exceeded, the packet is discarded.
[Function configuration]
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of the wireless communication device 10 according to the embodiment of the present invention.

無線通信装置10は、CPU11、メモリ12及び無線LANモジュール13等を有する。   The wireless communication device 10 includes a CPU 11, a memory 12, a wireless LAN module 13, and the like.

メモリ12は、無線通信装置用プログラム等が記憶されるROM、プログラムのロードやロードされたプログラムのワーク領域等として用いられるRAM及び無線通信装置10の各種設定情報等が記憶されるNVRAM等である。また、本発明の優先制御に関して用いられるAC毎のスロットタイム数や再送上限回数等の情報が記憶される。   The memory 12 is a ROM that stores a wireless communication device program, a RAM that is used as a program load or a work area of the loaded program, and an NVRAM that stores various setting information of the wireless communication device 10. . Further, information such as the number of slot times for each AC and the upper limit number of retransmissions used for priority control of the present invention is stored.

送信キュー・バッファ部13は、アクセスポイント20に送信するパケットのキューイング及びバッファリングを実行する。本発明の実施形態における送信キュー・バッファ部13のキューのデータ構造は、図1に示されるEDCA方式の4つのACを有するデータ構造である。   The transmission queue buffer unit 13 performs queuing and buffering of packets to be transmitted to the access point 20. The queue data structure of the transmission queue buffer unit 13 in the embodiment of the present invention is a data structure having four ACs of the EDCA method shown in FIG.

無線LANモジュール14は、例えばIEEE802.11b/a/g/n規格に基づき、変調方式、伝送速度、周波数等を制御し、データを送受信する。データを受信する際は、受信した電波をデジタル信号に変換し、データを送信する際は、CPU11から送信要求されたデータを通信規格に従って変調等して電波として送信する。無線通信装置10のIPアドレスは無線LANのアクセスポイントから与えられる。無線LANモジュール14は、IEEE802.11b/a/g/nの規格に応じて2.4GHz帯又は5GHz帯のISM(Industry Science Medical)バンドを用いて無線通信を行う。   The wireless LAN module 14 transmits and receives data by controlling the modulation method, transmission speed, frequency, and the like based on, for example, the IEEE802.11b / a / g / n standard. When data is received, the received radio wave is converted into a digital signal, and when data is transmitted, the data requested to be transmitted from the CPU 11 is modulated according to a communication standard and transmitted as a radio wave. The IP address of the wireless communication device 10 is given from a wireless LAN access point. The wireless LAN module 14 performs wireless communication using an ISM (Industry Science Medical) band of 2.4 GHz band or 5 GHz band according to the IEEE802.11b / a / g / n standard.

CPU11は、メモリ12のRAMにロードされた無線通信装置用プログラムを処理することにより、各種の機能を実行する。CPU11によって実行されるプログラムには、入力制御手段101、優先制御手段102、CSMA/CA送受信制御手段103及び経過ST数記録手段104等がある。優先制御手段102は、出力パケット決定手段1021並びに、許容ST数算出・設定手段1023、残ST数算出手段1024及びバックオフ時間更新手段1025を含む演算手段1022を有する。   The CPU 11 executes various functions by processing the wireless communication apparatus program loaded in the RAM of the memory 12. Programs executed by the CPU 11 include an input control unit 101, a priority control unit 102, a CSMA / CA transmission / reception control unit 103, an elapsed ST number recording unit 104, and the like. The priority control unit 102 includes an output packet determination unit 1021, a calculation unit 1022 including an allowable ST number calculation / setting unit 1023, a remaining ST number calculation unit 1024, and a backoff time update unit 1025.

入力制御手段101は、送信するパケットの属性(音声、動画、静止画、メール等)に基づく優先度と予めマッピングされた送信キュー・バッファ部13の4つのACのいずれかのキューにパケットを格納する。マッピングは、例えば、送信するパケットのIPヘッダのTOSに設定されているタイプと対応付け実行される。   The input control means 101 stores the packet in one of the four AC queues of the priority based on the attributes of the packet to be transmitted (voice, video, still image, mail, etc.) and the transmission queue / buffer unit 13 mapped in advance. To do. The mapping is executed in association with, for example, the type set in the TOS of the IP header of the packet to be transmitted.

CSMA/CA送受信制御手段103は、優先制御手段102により送信対象として決定されたパケットを、無線LANモジュール14を制御し、送信する。   The CSMA / CA transmission / reception control unit 103 controls the wireless LAN module 14 to transmit a packet determined as a transmission target by the priority control unit 102.

優先制御手段102は、送信キュー・バッファ部13の4つのACのキューのいずれかに格納されたパケットのうち、演算手段1022により算出された一定の基準に基づき、出力パケット決定手段1021が先に送信する優先度の高いパケットを決定する優先制御を行う。なお、優先制御手段102を実現する各手段である出力パケット決定手段1021、許容ST数算出・設定手段1023、残ST数算出手段1024、バックオフ時間更新手段1025については、以下の本発明の優先制御の動作概要において説明する。
[本発明の優先制御の動作概要]
本発明の実施の形態における優先制御の動作概要を以下に説明する。
The priority control unit 102 determines that the output packet determination unit 1021 first determines the packet stored in one of the four AC queues of the transmission queue / buffer unit 13 based on a certain criterion calculated by the calculation unit 1022. Priority control is performed to determine a high priority packet to be transmitted. Note that the output packet determining means 1021, the allowable ST number calculating / setting means 1023, the remaining ST number calculating means 1024, and the backoff time updating means 1025, which are means for realizing the priority control means 102, are as follows. This will be described in the outline of control operation.
[Outline of operation of priority control of the present invention]
An outline of the priority control operation in the embodiment of the present invention will be described below.

本発明の優先制御は次の観点に基づく。図5において上述したように、従来のEDCAの技術では、内部衝突が発生すると、優先度の低いACのキューのパケットは送信機会が与えられない可能性が高く、再送上限回数を超過するとパケットが破棄されてしまう。そのため本発明の優先制御では、パケットの内部衝突が発生しないように、AIFS及びバックオフ時間の経過とは異なる一定の基準を満たすパケットに対して優先的に送信機会を与える。一定の基準については、後述する。   The priority control of the present invention is based on the following viewpoint. As described above with reference to FIG. 5, in the conventional EDCA technique, when an internal collision occurs, there is a high possibility that a packet in an AC queue with a low priority will not be given a transmission opportunity. It will be destroyed. Therefore, in the priority control of the present invention, a transmission opportunity is given preferentially to a packet that satisfies a certain standard different from the passage of AIFS and the back-off time so that an internal collision of the packet does not occur. Specific criteria will be described later.

まず、本発明の実施形態の優先制御において、各キューに格納されるパケットのスロットタイム数(以下、「ST数」という。)に基づき優先的に送信するパケットを決定する。ここで、上述したように、スロットタイム(ST)とは、AIFSとバックオフ時間とを規定する基本単位時間であり、AIFS及びバックオフ時間はSTと比例の関係にある。よって、AIFS = m × ST(mはAC毎の定数であり、AIFSN)、バックオフ時間Backoff Time = CW × STと表される。ST数とはスロットタイムの数であり、m及びCWである。   First, in priority control according to the embodiment of the present invention, a packet to be preferentially transmitted is determined based on the number of slot times of packets stored in each queue (hereinafter referred to as “ST number”). Here, as described above, the slot time (ST) is a basic unit time that defines the AIFS and the back-off time, and the AIFS and the back-off time are proportional to the ST. Therefore, AIFS = m × ST (m is a constant for each AC, AIFSN), and backoff time Backoff Time = CW × ST. The ST number is the number of slot times, and is m and CW.

本発明の実施の形態における優先制御の動作は(1)〜(4)の手順で実行される。   The priority control operation in the embodiment of the present invention is executed by the procedures (1) to (4).

(手順1)許容ST数の算出(許容ST数算出・設定手段1023により実行)
許容ST数とは、各ACに対応するキューにおいて、再送上限回数までパケットが送信されたと仮定した場合の各送信回のバックオフ時間の総和に対応するST数である。再送上限回数及びバックオフ時間は、ACの優先度に応じて設定される値である。よって、この許容ST数が経過する前にパケットを送信できれば、優先度に応じた品質(例えば、音声サービスやバックグラウンド通信等に要求されるサービス提供条件等)を満たすことができるといえる。許容ST数は、原則、一度算出され、メモリ12に記憶されると、許容ST数を決定するパラメータである再送上限回数やCWが変更されない限り変更されない。許容ST数の算出方法は後述する。なお、許容ST数は上述したように優先度に応じて設定される値であるため、許容ST数とSTとの積を優先度対応時間という。
(Procedure 1) Calculation of allowable ST number (performed by allowable ST number calculation / setting means 1023)
The allowable ST number is the ST number corresponding to the sum of the backoff times of each transmission when it is assumed that the packet has been transmitted up to the maximum number of retransmissions in the queue corresponding to each AC. The maximum number of retransmissions and the backoff time are values set according to the AC priority. Therefore, if the packet can be transmitted before the allowable ST number has elapsed, it can be said that the quality according to the priority (for example, service provision conditions required for voice service, background communication, etc.) can be satisfied. In principle, once the allowable ST number is calculated and stored in the memory 12, it is not changed unless the upper limit number of retransmissions and CW, which are parameters for determining the allowable ST number, are changed. A method for calculating the allowable ST number will be described later. Since the allowable ST number is a value set according to the priority as described above, the product of the allowable ST number and the ST is referred to as a priority correspondence time.

(手順2)経過ST数の記録(経過ST数記録手段104により実行)
経過ST数とは、パケットが各ACのキューに入力されてから経過したバックオフ時間対応するST数である。すなわち、送信機会が得られなかったパケットのバックオフ時間の合計である。また、このときバックオフ時間更新手段1025により送信機会が得られなかったパケットのバックオフ時間が更新される。
(Procedure 2) Recording of the elapsed ST number (executed by the elapsed ST number recording means 104)
The elapsed ST number is the ST number corresponding to the back-off time that has elapsed since the packet was input to each AC queue. That is, the total back-off time of packets for which no transmission opportunity was obtained. At this time, the back-off time is updated by the back-off time updating means 1025 for packets for which no transmission opportunity was obtained.

(手順3)パケット毎に許容ST数と、経過ST数との差(残ST数)を算出(残ST数算出手段1024により実行)。   (Procedure 3) The difference (number of remaining STs) between the allowable ST number and the elapsed ST number is calculated for each packet (executed by the remaining ST number calculating means 1024).

残ST数とは、(手順1)で算出した許容ST数と、(手順2)で記録した経過ST数との差である。     The remaining ST number is the difference between the allowable ST number calculated in (Procedure 1) and the elapsed ST number recorded in (Procedure 2).

(手順4)残ST数の最も小さいパケットを先に出力する送信パケットとして決定(出力データ決定手段1021により実行)
従来の方法では、4つのキューに格納された待機中のパケットから、いずれかを送信する時点でのAIFS及びバックオフ時間が経過したパケットに送信機会を与える制御であった。そのため、優先度の低いACのキューには、パケット送信機会が与えられなかった。一方、上記(手順1)〜(手順4)の手順による本発明の優先制御では、キューへのパケットの入力以降に経過した待機時間を考慮することで、優先度に応じた待機時間(AIFS及びバックオフ時間)が経過していないパケットについても送信機会を得られる確率が高くなる。また、内部衝突の発生する可能性を低下することができるため、無線通信装置10の処理負荷を軽減することができる。
[許容ST数の算出]
上述した(手順1)において許容ST数算出・設定手段1023が算出する許容ST数の算出方法を説明する。
(Procedure 4) The packet with the smallest remaining ST number is determined as a transmission packet to be output first (executed by the output data determination means 1021)
In the conventional method, control is performed to give a transmission opportunity to a packet that has passed the AIFS and the back-off time at the time of transmitting one of the waiting packets stored in the four queues. Therefore, a packet transmission opportunity was not given to the AC queue with low priority. On the other hand, in the priority control of the present invention according to the procedures of (Procedure 1) to (Procedure 4), the standby time (AIFS and the AIFS and the standby time corresponding to the priority) is taken into consideration by considering the standby time that has elapsed since the packet is input to the queue. The probability that a transmission opportunity can be obtained also for packets for which the back-off time has not elapsed. Moreover, since the possibility of occurrence of an internal collision can be reduced, the processing load of the wireless communication device 10 can be reduced.
[Calculation of allowable ST number]
A method of calculating the allowable ST number calculated by the allowable ST number calculating / setting unit 1023 in the above (procedure 1) will be described.

数式(数2)より、第i回目のパケット送信時のバックオフ時間の取り得る最大値は、CWi × STである。ここで、パケット送信の再送上限回数をnとすると、初回送信から再送上限回数n回までに経過するバックオフ時間は、 From the equation (Equation 2), the maximum value that can be taken by the back-off time during the i-th packet transmission is CW i × ST. Here, assuming that the upper limit number of retransmissions for packet transmission is n, the back-off time that elapses from the initial transmission to the upper limit number of retransmissions n times is:

Figure 0006011081
と表される。
Figure 0006011081
It is expressed.

以下、具体例を用いて許容ST数の計算方法を説明する。   Hereinafter, a method for calculating the allowable ST number will be described using a specific example.

4つのAC毎のCWmin及びCWmaxの設定値、並びにAC毎の再送上限回数の一例を示す表を図7に示す。なお、各ACのCWの設定値は、図4におけるCWmin=15、AC_BEのCWmax=63、AC_BKのCWmax=1023とした場合の計算値である。 FIG. 7 shows a table showing an example of the set values of CW min and CW max for each of the four ACs and the upper limit number of retransmissions for each AC. Note that the setting values of CW for each AC are calculated values when CW min = 15, AC_BE CW max = 63, and AC_BK CW max = 1023 in FIG.

キューAC_VOにおける第i回目にパケットを送信する時のCW[AC_VO]iの値は、図7と上述した数式(数3)及びその条件とに基づき、
i=1の場合、CW[AC_VO]1=3(i=1の場合、CW1 = CWminより)
i=2の場合、CW[AC_VO]2=7(CW[AC_VO]1×2+1より)
i=3の場合、CW[AC_VO]3=7(CW[AC_VO]2×2+1=15>CW[AC_VO]maxの場合、CW[AC_VO]3= CW[AC_VO]maxであるため)
i=4の場合、CW[AC_VO]4=7
i=5の場合、CW[AC_VO]5=7
のように計算される。なお、キューAC_VOの再送上限回数は4であるので、i=6の場合は存在しない。よって、パケット送信の初回から再送上限回数までに経過するバックオフ時間の最大値は数式(数4)より「31ST」となる。ゆえに、スロットタイムの数であるST数は、「31」であり、この値がキューAC_VOの許容ST数である。他のキューについても同様に計算すると、各ACのCWi及び許容ST数は図8に示されるような値となる。
[処理手順]
図9は、本発明の実施の形態における無線通信装置10の処理手順の一例を示すフローチャート図である。
The value of CW [AC_VO] i when the packet is transmitted for the i-th time in the queue AC_VO is based on FIG. 7 and the above-described equation (Equation 3) and its conditions.
When i = 1, CW [AC_VO] 1 = 3 (When i = 1, CW 1 = CW min )
When i = 2, CW [AC_VO] 2 = 7 (From CW [AC_VO] 1 × 2 + 1)
When i = 3, CW [AC_VO] 3 = 7 (If CW [AC_VO] 2 × 2 + 1 = 15> CW [AC_VO] max, CW [AC_VO] 3 = CW [AC_VO] max)
If i = 4, CW [AC_VO] 4 = 7
If i = 5, CW [AC_VO] 5 = 7
It is calculated as follows. Since the upper limit number of retransmissions of the queue AC_VO is 4, there is no case where i = 6. Therefore, the maximum value of the back-off time that elapses from the first packet transmission to the upper limit number of retransmissions is “31ST” from Equation (Equation 4). Therefore, the ST number that is the number of slot times is “31”, and this value is the allowable ST number of the queue AC_VO. Calculating similarly for the other queues, CW i and allowed ST number of each AC has a value as shown in FIG.
[Processing procedure]
FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure of the wireless communication device 10 according to the embodiment of the present invention.

まず、許容ST数算出・設定手段1023は、各ACのキューに対応する許容ST数を算出し、メモリ12にキュー毎の許容ST数を設定する(S1)。許容ST数の算出結果とは、例えば図8の表に示される値である。   First, the allowable ST number calculation / setting means 1023 calculates the allowable ST number corresponding to each AC queue, and sets the allowable ST number for each queue in the memory 12 (S1). The calculation result of the allowable ST number is, for example, a value shown in the table of FIG.

ここで、パケットのデキュー後、そのパケットが送信され、他のキューに送信待ちのパケットが存在している場合、バックオフ時間更新手段1025により、キューに格納されている送信待ちのパケットのバックオフ時間が更新される(S2)。なお、バックオフ時間の更新動作は、本フローチャートの初回の処理時は実行されない。   Here, after the packet is dequeued, if the packet is transmitted and there is a packet waiting to be transmitted in another queue, the backoff time update unit 1025 backs off the packet waiting for transmission stored in the queue. The time is updated (S2). Note that the update operation of the back-off time is not executed during the first processing of this flowchart.

残ST数算出手段1024は、各ACのキューに格納されているパケット毎に、許容ST数と、経過ST数との差である残ST数を算出する(S3)。   The remaining ST number calculating means 1024 calculates the remaining ST number that is the difference between the allowable ST number and the elapsed ST number for each packet stored in each AC queue (S3).

出力パケット決定手段1021は、算出された各パケットの残ST数を比較し、残ST数の最も小さいパケットをキューから取り出し送信する出力パケットとして決定する(S4)。   The output packet determining means 1021 compares the calculated remaining ST numbers of the respective packets, and determines a packet having the smallest remaining ST number from the queue as an output packet to be transmitted (S4).

出力パケット決定手段1021はステップS4で決定したパケットが複数存在するか否かを判定する(S5)。   The output packet determining means 1021 determines whether or not there are a plurality of packets determined in step S4 (S5).

ステップS4で決定したパケットが複数存在すると判定された場合(S5においてYES)、出力パケット決定手段1021は、各ACの優先度を比較し、最も優先度の高いパケットをキューから取り出す出力パケットとして決定する(S6)。優先度は、高い順にAC_VO、AC_VI、AC_BE、AC_BKである。   When it is determined that there are a plurality of packets determined in step S4 (YES in S5), the output packet determination means 1021 compares the priority of each AC and determines the packet having the highest priority as an output packet to be taken out from the queue. (S6). The priorities are AC_VO, AC_VI, AC_BE, and AC_BK in descending order.

一方、ステップS4で決定したパケットが複数存在しない場合(ステップS5においてNO)、ステップS4で決定したパケットをキューから取り出す出力パケットとして決定する。   On the other hand, when a plurality of packets determined in step S4 do not exist (NO in step S5), the packet determined in step S4 is determined as an output packet to be taken out from the queue.

続いて、CSMA/CA送受信制御手段103は、ステップS6又はステップS5のNOのルートにより決定された出力パケットを、CSMA方式で送信する(S7)。   Subsequently, the CSMA / CA transmission / reception control means 103 transmits the output packet determined by the NO route in step S6 or step S5 by the CSMA method (S7).

その後、経過ST記録手段104は、経過ST数を記録し、記録結果をバックオフ時間手段1025に通知する(S8)。   Thereafter, the elapsed ST recording means 104 records the elapsed ST number and notifies the backoff time means 1025 of the recording result (S8).

CSMA/CA送受信制御手段103によるパケットの送信後、送信宛先からの送信応答が受信され、パケットの送信が成功したかどうかを判定する(S9)。IEEE802.11では、パケットが宛先に確実に届いたかどうかを確認する手順は、MACサブレイヤにより実行されるACK手順として定義されている。本発明の実施の形態では、パケットを受信したアクセスポイント20はそのパケットがACK送信を必要とするパケットである場合、ACKを返送する。無線通信装置10において、このACKを受信できない場合は、パケット送信は失敗したと判断される。   After the transmission of the packet by the CSMA / CA transmission / reception control means 103, a transmission response from the transmission destination is received, and it is determined whether the transmission of the packet is successful (S9). In IEEE802.11, a procedure for confirming whether or not a packet has surely arrived at the destination is defined as an ACK procedure executed by the MAC sublayer. In the embodiment of the present invention, the access point 20 that has received a packet returns an ACK if the packet requires a ACK transmission. If the wireless communication apparatus 10 cannot receive this ACK, it is determined that packet transmission has failed.

パケットの送信が成功しなかった場合(S9においてNO)、送信されたパケットのCW値を更新し(S11)、ステップS2に処理を移行する。   If the packet transmission is not successful (NO in S9), the CW value of the transmitted packet is updated (S11), and the process proceeds to step S2.

一方、パケットの送信が成功した場合(S9においてYES)、キューに送信待ちのパケットが存在しているか否かが判定される(S10)。   On the other hand, if the transmission of the packet is successful (YES in S9), it is determined whether there is a packet waiting for transmission in the queue (S10).

各キューに送信待ちのパケットが残っていない場合(S10においてNO)、処理を完了する。   If there are no packets waiting to be transmitted in each queue (NO in S10), the process is completed.

一方、各キューに送信待ちのパケットが残っている場合(S10においてYES)、ステップS2以降の処理が繰り返される。
[動作手順]
<実施例1>
図10は、本発明の実施例1である無線通信装置10の基本動作の一例を示す図である。
On the other hand, if packets waiting to be transmitted remain in each queue (YES in S10), the processes after step S2 are repeated.
[Operation procedure]
<Example 1>
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a basic operation of the wireless communication device 10 according to the first embodiment of the present invention.

なお、図10中の数値はスロットタイム数(ST数)である。   In addition, the numerical value in FIG. 10 is a slot time number (ST number).

(初期状態)
図11(A)は、本発明の実施例1における送信キュー・バッファ部13に格納されているパケットの初期状態を示す図である。図11(A)において、キューAV_VOにパケットP_VO1、P_VO2及びP_VO3が格納され、キューAC_VIにパケットP_VI1が格納されている。
(initial state)
FIG. 11A is a diagram illustrating an initial state of packets stored in the transmission queue buffer unit 13 according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 11A, packets P_VO1, P_VO2, and P_VO3 are stored in the queue AV_VO, and a packet P_VI1 is stored in the queue AC_VI.

また、本発明の実施例1では、許容ST数算出・設定手段1023は、図8に示されるように、キューAC_VOの許容ST数を「31」に設定し、キューAC_VIの許容ST数を「67」に設定する。つまり、送信のための待機時間が経過していない図10の初期状態では、残ST数算出手段1024により、パケットP_VO1〜3の許容ST数と経過ST数との差である残STが「31」、パケットP_VI1の残ST数が「67」と算出されている。   In the first embodiment of the present invention, the allowable ST number calculation / setting unit 1023 sets the allowable ST number of the queue AC_VO to “31” and sets the allowable ST number of the queue AC_VI to “31” as illustrated in FIG. Set to “67”. That is, in the initial state of FIG. 10 in which the waiting time for transmission has not elapsed, the remaining ST number calculating means 1024 sets the remaining ST, which is the difference between the allowed ST number and the elapsed ST number of the packets P_VO1 to P_VO3 to “31”. The remaining ST number of the packet P_VI1 is calculated as “67”.

図10に示されるように、初期状態におけるP_VO1のAIFS[VO10]のST数は「2」、初期のバックオフ時間[VO10]のST数は「3」であり、P_VI1のAIFS[VI10]のST数は「3」、初期のバックオフ時間[VI10]のST数は「7」である。なお、P_VO2及びP_VO3のAIFS及びバックオフ時間は、P_VO1と同値である。 As shown in FIG. 10, the ST number of AIFS [VO1 0 ] of P_VO1 in the initial state is “2”, the ST number of the initial backoff time [VO1 0 ] is “3”, and AIFS [VI1 of P_VI1 The number of STs of [ 0 ] is “3”, and the number of STs of the initial back-off time [VI1 0 ] is “7”. Note that the AIFS and backoff time of P_VO2 and P_VO3 are the same as P_VO1.

(状態1)
(a)出力パケットの決定と送信
出力パケット決定手段1021は、P_VO1の残ST数「31」とP_VI1の残ST数「67」とを比較し、最も小さい残ST数のP_VO1をキューから取り出す出力パケットとして決定し、CSMA/CA送受信部103へ送信対象のパケットのメモリアドレスを通知する。次いで、CSMA/CA送受信部103は、CSMA/CA方式で、パケットP_VO1を送信する。
(State 1)
(A) Output packet determination and transmission The output packet determination means 1021 compares the remaining ST number “31” of P_VO1 with the remaining ST number “67” of P_VI1, and outputs P_VO1 having the smallest remaining ST number from the queue. The packet is determined, and the memory address of the packet to be transmitted is notified to the CSMA / CA transceiver 103. Next, the CSMA / CA transmission / reception unit 103 transmits the packet P_VO1 by the CSMA / CA method.

(b)残ST数の算出と更新
P_VO1を送信した時点において、P_VO1のバックオフ時間は「3ST」経過している。よって、経過ST数記録手段104は、経過ST数を「3」と記録する。残ST数算出手段1024により算出されたP_VI1の許容ST数「67」と経過ST数「3」との差である残ST数「64」が、(状態2)におけるP_VI1の残ST数となる。
(B) Calculation and update of remaining ST number
At the time when P_VO1 is transmitted, the back-off time of P_VO1 is “3ST”. Therefore, the elapsed ST number recording unit 104 records the elapsed ST number as “3”. The remaining ST number “64”, which is the difference between the allowable ST number “67” of P_VI1 calculated by the remaining ST number calculating means 1024 and the elapsed ST number “3”, is the remaining ST number of P_VI1 in (state 2). .

(c)バックオフ時間の更新
P_VO1が送信されるまでに経過したP_VI1のバックオフ時間のST数は、(AIFS[VO0]のST数「2」)+(バックオフ時間[VO0]のST数「3」)−(AIFS[VI0]のST数「3」)により「2」と算出される。ここで、バックオフ時間更新手段1025は、(状態2)におけるP_VI1のバックオフ時間を算出する。P_VI1の初期のバックオフ時間[VI0]のST数「7」と、P_VO1が送信されるまでに経過したP_VI1のバックオフ時間のST数「2」との差「5」が、(状態2)におけるP_VI1のバックオフ時間となる。
(C) Update backoff time
The ST number of the back-off time of P_VI1 that has elapsed until P_VO1 is transmitted is (the ST number “2” of AIFS [VO 0 ] ”+ (the ST number“ 3 ”of the back-off time [VO 0 ])) − ( The ST number “3”) of AIFS [VI 0 ] is calculated as “2”. Here, the back-off time update unit 1025 calculates the back-off time of P_VI1 in (state 2). The difference “5” between the ST number “7” of the initial backoff time [VI 0 ] of P_VI1 and the ST number “2” of the backoff time of P_VI1 that has elapsed until P_VO1 is transmitted is (state 2). ) Is the backoff time of P_VI1.

(状態2)
(a)出力パケットの決定と送信
P_VO1の送信後、キューAC_VOではP_VO2が送信待ち状態となっている。出力パケット決定手段1021は、P_VO2の残ST数「31」とP_VI1の残ST数「64」とを比較し、最も小さい残ST数のP_VO2をキューから取り出す出力パケットとして決定し、CSMA/CA送受信部103へ送信対象のパケットのメモリアドレスを通知する。次いで、CSMA/CA送受信部103は、CSMA/CA方式で、パケットP_VO2を送信する。
(State 2)
(A) Determination and transmission of output packet
After transmission of P_VO1, P_VO2 is waiting to be transmitted in queue AC_VO. The output packet determining means 1021 compares the remaining ST number “31” of P_VO2 with the remaining ST number “64” of P_VI1, determines the P_VO2 having the smallest remaining ST number as an output packet to be taken out from the queue, and transmits / receives CSMA / CA The memory address of the packet to be transmitted is notified to the unit 103. Next, the CSMA / CA transmission / reception unit 103 transmits the packet P_VO2 by the CSMA / CA method.

(b)残ST数の算出と更新
P_VO2を送信した時点において、P_VO2のバックオフ時間は「3ST」経過している。よって、経過ST数記録手段104は、経過ST数を「3」と記録する。残ST数算出手段1024により算出されたP_VI1の許容ST数「64」と経過ST数「3」との差である残ST数「61」が、(状態3)におけるP_VI1の残ST数となる。
(B) Calculation and update of remaining ST number
At the time when P_VO2 is transmitted, the back-off time of P_VO2 is “3ST”. Therefore, the elapsed ST number recording unit 104 records the elapsed ST number as “3”. The remaining ST number “61”, which is the difference between the allowable ST number “64” of P_VI1 calculated by the remaining ST number calculating means 1024 and the elapsed ST number “3”, is the remaining ST number of P_VI1 in (state 3). .

(c)バックオフ時間の更新
P_VO2が送信されるまでに経過したP_VI1のバックオフ時間のST数は、(AIFS[VO0]のST数「2」)+(バックオフ時間[VO0]のST数「3」)−(AIFS[VI0]のST数「3」)により「2」と算出される。ここで、バックオフ時間更新手段1025は、(状態3)におけるP_VI1のバックオフ時間を算出する。(状態2)におけるP_VI1のバックオフ時間[VI]のST数「5」と、P_VO1が送信されるまでに経過したP_VI1のバックオフ時間のST数「2」との差「3」が、(状態3)におけるP_VI1のバックオフ時間となる。
(C) Update backoff time
The ST number of the back-off time of P_VI1 that passed until P_VO2 was transmitted is (the ST number “2” of AIFS [VO 0 ] ”+ (the ST number“ 3 ”of the back-off time [VO 0 ]) − ( The ST number “3”) of AIFS [VI 0 ] is calculated as “2”. Here, the back-off time updating unit 1025 calculates the back-off time of P_VI1 in (State 3). The difference “3” between the ST number “5” of the back-off time [VI] of P_VI1 in (state 2) and the ST number “2” of the back-off time of P_VI1 elapsed until P_VO1 is transmitted is ( This is the back-off time of P_VI1 in state 3).

(状態3)
(a)出力パケットの決定と送信
P_VO2の送信後、キューAC_VOではP_VO3が送信待ち状態となっている。出力パケット決定手段1021は、P_VO2の残ST数「31」とP_VI1の残ST数「61」とを比較し、最も小さい残ST数のP_VO3をキューから取り出す出力パケットとして決定し、CSMA/CA送受信部103へ送信対象のパケットのメモリアドレスを通知する。次いで、CSMA/CA送受信部103は、CSMA/CA方式で、パケットP_VO3を送信する。
(State 3)
(A) Determination and transmission of output packet
After transmission of P_VO2, P_VO3 is waiting to be transmitted in queue AC_VO. The output packet determination means 1021 compares the remaining ST number “31” of P_VO2 with the remaining ST number “61” of P_VI1, determines the smallest remaining ST number P_VO3 as an output packet to be taken out from the queue, and performs CSMA / CA transmission / reception The memory address of the packet to be transmitted is notified to the unit 103. Next, the CSMA / CA transmission / reception unit 103 transmits the packet P_VO3 by the CSMA / CA method.

(b)残ST数の算出と更新
P_VO3を送信した時点において、P_VO3のバックオフ時間は「3ST」経過している。よって、経過ST数記録手段104は、経過ST数を「3」と記録する。残ST数算出手段1024により算出されたP_VI1の許容ST数「61」と経過ST数「3」との差である残ST数「58」が、(状態4)におけるP_VI1の残ST数となる。
(B) Calculation and update of remaining ST number
At the time when P_VO3 is transmitted, the back-off time of P_VO3 is “3ST”. Therefore, the elapsed ST number recording unit 104 records the elapsed ST number as “3”. The remaining ST number “58”, which is the difference between the allowable ST number “61” of P_VI1 calculated by the remaining ST number calculating means 1024 and the elapsed ST number “3”, is the remaining ST number of P_VI1 in (state 4). .

(c)バックオフ時間の更新
P_VO3が送信されるまでに経過したP_VI1のバックオフ時間のST数は、(AIFS[VO0]のST数「2」)+(バックオフ時間[VO0]のST数「3」)−(AIFS[VI0]のST数「3」)により「2」と算出される。ここで、バックオフ時間更新手段1025は、(状態4)におけるP_VI1のバックオフ時間を算出する。(状態3)におけるP_VI1のバックオフ時間[VI]のST数「3」と、P_VO1が送信されるまでに経過したP_VI1のバックオフ時間のST数「2」との差「1」が、(状態4)におけるP_VI1のバックオフ時間となる。
(C) Update backoff time
The ST number of the back-off time of P_VI1 that has elapsed until P_VO3 is transmitted is (the ST number “2” of AIFS [VO 0 ] ”+ (the ST number“ 3 ”of the back-off time [VO 0 ])) − ( The ST number “3”) of AIFS [VI 0 ] is calculated as “2”. Here, the back-off time updating unit 1025 calculates the back-off time of P_VI1 in (state 4). The difference “1” between the ST number “3” of the back-off time [VI] of P_VI1 in (state 3) and the ST number “2” of the back-off time of P_VI1 elapsed until P_VO1 is transmitted is ( This is the back-off time of P_VI1 in state 4).

(状態4)
ここで(状態3)において送信されたP_VO3が送信に失敗し、再送される場合の動作を説明する。P_VO3の送信に失敗したため、(状態4)の初期状態では、P_VO3のCWとバックオフ時間とが更新される。このときのP_VO3のCWは、上述した数式(数3)に基づき計算すると「7」となる。よって、P_VO3のバックオフ時間は「7ST」に更新される。また、(状態3)におけるP_VO3のST数が「3」経過されているため、(状態3)のP_VO3の許容ST数「31」と経過ST数「3」との差である残ST数「28」が、(状態4)におけるP_VO3の残ST数となる。
(State 4)
Here, the operation when P_VO3 transmitted in (state 3) fails to be transmitted and is retransmitted will be described. Since the transmission of P_VO3 has failed, in the initial state (state 4), the CW and backoff time of P_VO3 are updated. The CW of P_VO3 at this time is “7” when calculated based on the above-described equation (Equation 3). Therefore, the back-off time of P_VO3 is updated to “7ST”. Since the ST number of P_VO3 in (State 3) has passed “3”, the remaining ST number “3”, which is the difference between the allowable ST number “31” of P_VO3 in (State 3) and the elapsed ST number “3” “28” is the remaining ST number of P_VO3 in (state 4).

(a)出力パケットの決定と送信
出力パケット決定手段1021は、P_VO3の残ST数「28」とP_VI1の残ST数「58」とを比較し、最も小さい残ST数のP_VO3をキューから取り出す出力パケットとして決定し、CSMA/CA送受信部103へ送信対象のパケットのメモリアドレスを通知する。なお、この場合P_VI1の残ST数がP_VO3より大きいため、P_VI1の待機時間がパケットP_VO3より先に経過しても(待機時間が0になっても)、P_VI1は出力されない。次いで、CSMA/CA送受信部103は、CSMA/CA方式で、パケットP_VO3を送信する。
(A) Output packet determination and transmission Output packet determination means 1021 compares the remaining ST number “28” of P_VO3 with the remaining ST number “58” of P_VI1, and outputs P_VO3 having the smallest remaining ST number from the queue. The packet is determined, and the memory address of the packet to be transmitted is notified to the CSMA / CA transceiver 103. In this case, since the remaining ST number of P_VI1 is larger than P_VO3, even if the waiting time of P_VI1 elapses before the packet P_VO3 (even if the waiting time becomes 0), P_VI1 is not output. Next, the CSMA / CA transmission / reception unit 103 transmits the packet P_VO3 by the CSMA / CA method.

(b)残ST数の算出と更新
P_VO3を送信した時点において、P_VO3のバックオフ時間は「7ST」経過している。よって、経過ST数記録手段104は、経過ST数を「7」と記録する。残ST数算出手段1024により算出されたP_VI1の許容ST数「58」と経過ST数「7」との差である残ST数「51」が、(状態5)におけるP_VI1の残ST数となる。
(B) Calculation and update of remaining ST number
At the time when P_VO3 is transmitted, the back-off time of P_VO3 is “7ST”. Therefore, the elapsed ST number recording unit 104 records the elapsed ST number as “7”. The remaining ST number “51”, which is the difference between the allowable ST number “58” of P_VI1 calculated by the remaining ST number calculation means 1024 and the elapsed ST number “7”, is the remaining ST number of P_VI1 in (state 5). .

(c)バックオフ時間の更新
P_VO3が送信されるまでに経過したP_VI1のバックオフ時間のST数は、(AIFS[VO0]のST数「2」)+(バックオフ時間[VO]のST数「7」)−(AIFS[VI0]のST数「3」)により「6」と算出される。ここで、バックオフ時間更新手段1025は、(状態5)におけるP_VI1のバックオフ時間を算出する。(状態4)におけるP_VI1のバックオフ時間[VI]のST数「1」と、P_VO1が送信されるまでに経過したP_VI1のバックオフ時間のST数「6」との差は「−5」<0であるため、(状態5)におけるP_VI1のバックオフ時間は更新されない。
(C) Update backoff time
The ST number of the back-off time of P_VI1 that has passed until P_VO3 is transmitted is (the ST number “2” of AIFS [VO 0 ]) + (the ST number “7” of the back-off time [VO]) − (AIFS It is calculated as “6” by the ST number “3” of [VI 0 ]. Here, the back-off time update unit 1025 calculates the back-off time of P_VI1 in (State 5). The difference between the ST number “1” of the back-off time [VI] of P_VI1 in (state 4) and the ST number “6” of the back-off time of P_VI1 that has elapsed until P_VO1 is transmitted is “−5” < Since it is 0, the back-off time of P_VI1 in (state 5) is not updated.

(状態5)
(a)出力パケットの決定と送信
出力パケット決定手段1021は、P_VO3を除き送信キューには送信待ち状態のパケットが存在しないため、最も小さい残ST数のP_VO3をキューから取り出す出力パケットとして決定し、CSMA/CA送受信部103へ送信対象のパケットのメモリアドレスを通知する。次いで、CSMA/CA送受信部103は、CSMA/CA方式で、パケットP_VO3を送信する。
(State 5)
(A) Determination and transmission of output packet Since there is no packet waiting for transmission in the transmission queue except for P_VO3, the output packet determination means 1021 determines P_VO3 with the smallest remaining ST number as an output packet to be taken out from the queue, The memory address of the packet to be transmitted is notified to the CSMA / CA transceiver 103. Next, the CSMA / CA transmission / reception unit 103 transmits the packet P_VO3 by the CSMA / CA method.

<実施例2>
図12は、本発明の実施例2である無線通信装置10の動作の一例を示す図である。実施例2では、本発明の優先制御により、従来技術に比べ優先度の低いパケットに送信機会が与えられる様子を説明する。なお、図12の数値はスロットタイム数(ST数)である。
<Example 2>
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of the operation of the wireless communication device 10 according to the second embodiment of the present invention. In the second embodiment, a state in which a transmission opportunity is given to a packet having a lower priority than the prior art by the priority control of the present invention will be described. In addition, the numerical value of FIG. 12 is a slot time number (ST number).

(初期状態)
図11(B)は、本発明の実施例2における送信キュー・バッファ部13に格納されているパケットの初期状態を示す図である。図11(B)において、キューAV_VOにパケットP_VO1、P_VO2、P_VO3・・・P_VOiが格納され、キューAC_BKにパケットP_BK1が格納されている。
(initial state)
FIG. 11B is a diagram illustrating an initial state of a packet stored in the transmission queue buffer unit 13 according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 11B, packets P_VO1, P_VO2, P_VO3... P_VOi are stored in the queue AV_VO, and a packet P_BK1 is stored in the queue AC_BK.

また、本発明の実施例2では、許容ST数算出・設定手段1023は、図8に示されるように、キューAC_VOの許容ST数を「31」に設定し、キューAC_BKの許容ST数を「3048」に設定する。つまり、送信のための待機時間が経過していない図12の初期状態では、残ST数算出手段1024により、パケットP_VOiの許容ST数と経過ST数との差である残STが「31」、パケットP_BK1の残ST数が「3048」と算出されている。   In the second embodiment of the present invention, the allowable ST number calculation / setting unit 1023 sets the allowable ST number of the queue AC_VO to “31” and sets the allowable ST number of the queue AC_BK to “31” as illustrated in FIG. Set to 3048 ". That is, in the initial state of FIG. 12 in which the standby time for transmission has not elapsed, the remaining ST number calculating means 1024 sets the remaining ST, which is the difference between the allowable ST number and the elapsed ST number of the packet P_VOi, to “31”, The number of remaining STs of the packet P_BK1 is calculated as “3048”.

図12に示されるように、初期状態におけるP_VOiのAIFS[VOi0]のST数は「2」、初期のバックオフ時間[VOi0]のST数は「3」であり、P_BK1のAIFS[BK10]のST数は「7」、初期のバックオフ時間[VI10]のST数は「15」である。 As shown in FIG. 12, the ST number of AIFS [VOi 0 ] of P_VOi in the initial state is “2”, the ST number of initial backoff time [VOi 0 ] is “3”, and AIFS [BK1 of P_BK1 0 ] is “7”, and the initial backoff time [VI1 0 ] is “15”.

(状態1')
(a)出力パケットの決定と送信
出力パケット決定手段1021は、P_VO1の残ST数「31」とP_BK1の残ST数「3048」とを比較し、最も小さい残ST数のP_VO1をキューから取り出す出力パケットとして決定し、CSMA/CA送受信部103へ送信対象のパケットのメモリアドレスを通知する。次いで、CSMA/CA送受信部103は、CSMA/CA方式で、パケットP_VO1を送信する。
(State 1 ')
(A) Output packet determination and transmission Output packet determination means 1021 compares the remaining ST number “31” of P_VO1 with the remaining ST number “3048” of P_BK1, and outputs P_VO1 having the smallest remaining ST number from the queue. The packet is determined, and the memory address of the packet to be transmitted is notified to the CSMA / CA transceiver 103. Next, the CSMA / CA transmission / reception unit 103 transmits the packet P_VO1 by the CSMA / CA method.

(b)残ST数の算出と更新
P_VO1を送信した時点において、P_VO1のバックオフ時間は「3ST」経過している。よって、経過ST数記録手段104は、経過ST数を「3」と記録する。残ST数算出手段1024により算出されたP_BK1の許容ST数「3048」と経過ST数「3」との差である残ST数「3045」が、(状態2')におけるP_BK1の残ST数となる。
(B) Calculation and update of remaining ST number
At the time when P_VO1 is transmitted, the back-off time of P_VO1 is “3ST”. Therefore, the elapsed ST number recording unit 104 records the elapsed ST number as “3”. The remaining ST number “3045”, which is the difference between the allowable ST number “3048” of P_BK1 calculated by the remaining ST number calculating means 1024 and the elapsed ST number “3”, is the remaining ST number of P_BK1 in (state 2 ′) Become.

(c)バックオフ時間の更新
P_VO1が送信されるまでに経過したP_BK1のバックオフ時間のST数は、(AIFS[VO0]のST数「2」)+(バックオフ時間[VO0]のST数「3」)−(AIFS[BK0]のST数「7」)により「−2」<0であるため、バックオフ時間更新手段1025は、(状態2')におけるP_BK1のバックオフ時間は更新せず、(状態2')におけるP_BK1のバックオフ時間は「15」となる。
(C) Update backoff time
The ST number of the backoff time of P_BK1 that has elapsed until P_VO1 is transmitted is (the ST number “2” of AIFS [VO 0 ] ”+ (the ST number“ 3 ”of the backoff time [VO 0 ])) − ( Since “−2” <0 according to the ST number “7” of AIFS [BK 0 ], the back-off time update unit 1025 does not update the back-off time of P_BK1 in (state 2 ′) (state 2 The backoff time of P_BK1 in ') is "15".

(状態2')
(a)出力パケットの決定と送信
P_VO1の送信後、キューAC_VOではP_VO2が送信待ち状態となっている。出力パケット決定手段1021は、P_VO2の残ST数「31」とP_BK1の残ST数「3045」とを比較し、最も小さい残ST数のP_VO2をキューから取り出す出力パケットとして決定し、CSMA/CA送受信部103へ送信対象のパケットのメモリアドレスを通知する。次いで、CSMA/CA送受信部103は、CSMA/CA方式で、パケットP_VO1を送信する。
(State 2 ')
(A) Determination and transmission of output packet
After transmission of P_VO1, P_VO2 is waiting to be transmitted in queue AC_VO. The output packet determination means 1021 compares the remaining ST number “31” of P_VO2 with the remaining ST number “3045” of P_BK1, determines the smallest remaining ST number P_VO2 as an output packet to be taken out from the queue, and transmits / receives CSMA / CA The memory address of the packet to be transmitted is notified to the unit 103. Next, the CSMA / CA transmission / reception unit 103 transmits the packet P_VO1 by the CSMA / CA method.

(b)残ST数の算出と更新
P_VO2を送信した時点において、P_VO2のバックオフ時間は「3ST」経過している。よって、経過ST数記録手段104は、経過ST数を「3」と記録する。残ST数算出手段1024により算出されたP_BK1の許容ST数「3045」と経過ST数「3」との差である残ST数「3042」が、次に遷移する状態におけるP_BK1の残ST数となる。
(B) Calculation and update of remaining ST number
At the time when P_VO2 is transmitted, the back-off time of P_VO2 is “3ST”. Therefore, the elapsed ST number recording unit 104 records the elapsed ST number as “3”. The remaining ST number “3042”, which is the difference between the allowable ST number “3045” of P_BK1 calculated by the remaining ST number calculating means 1024 and the elapsed ST number “3”, is the remaining ST number of P_BK1 in the next transition state Become.

(c)バックオフ時間の更新
P_VO2が送信されるまでに経過したP_BK1のバックオフ時間のST数は、(AIFS[VO0]のST数「2」)+(バックオフ時間[VO0]のST数「3」)−(AIFS[BK0]のST数「7」)により「−2」<0である。そのため、バックオフ時間更新手段1025は、次に遷移する状態におけるP_BK1のバックオフ時間は更新せず、次に遷移する状態におけるP_BK1のバックオフ時間は「15」となる。
(C) Update backoff time
The ST number of the backoff time of P_BK1 that passed until P_VO2 was transmitted is (the ST number “2” of AIFS [VO 0 ] ”+ (the ST number“ 3 ”of the backoff time [VO 0 ])) − ( According to AIFS [BK 0 ] ST number “7”), “−2” <0. Therefore, the back-off time updating unit 1025 does not update the back-off time of P_BK1 in the next transition state, and the back-off time of P_BK1 in the next transition state is “15”.

(状態i)
上記のようにパケット送信処理が繰り返されると、P_VOiの送信時にP_BK1の残り許容ST数が30になる(i=1007のとき)。
(State i)
When the packet transmission process is repeated as described above, the remaining allowable ST number of P_BK1 becomes 30 when P_VOi is transmitted (when i = 1007).

(a)出力パケットの決定と送信
P_VOi-1の送信後、キューAC_VOではP_VOiが送信待ち状態となっている。出力パケット決定手段1021は、P_VOiの残ST数「31」とP_BK1の残ST数「30」とを比較し、最も小さい残ST数のP_BK1をキューから取り出す出力パケットとして決定し、CSMA/CA送受信部103へ送信対象のパケットのメモリアドレスを通知する。なお、この場合P_VOiの残ST数がP_BK1より大きいため、P_VOiの待機時間がP_BK1より先に経過しても(待機時間が0になっても)、P_VOiは出力されない。次いで、CSMA/CA送受信部103は、CSMA/CA方式で、パケットP_BK1を送信する。
(A) Determination and transmission of output packet
After transmission of P_VOi-1, P_VOi is waiting to be transmitted in queue AC_VO. The output packet determining means 1021 compares the remaining ST number “31” of P_VOi with the remaining ST number “30” of P_BK1, determines the P_BK1 having the smallest remaining ST number as an output packet to be taken out from the queue, and transmits / receives CSMA / CA The memory address of the packet to be transmitted is notified to the unit 103. In this case, since the remaining ST number of P_VOi is larger than P_BK1, P_VOi is not output even if the standby time of P_VOi elapses before P_BK1 (even if the standby time becomes 0). Next, the CSMA / CA transmission / reception unit 103 transmits the packet P_BK1 by the CSMA / CA method.

(b)残ST数の算出と更新
P_BK1を送信した時点において、P_BK1のバックオフ時間は「15ST」経過している。よって、経過ST数記録手段104は、経過ST数を「15」と記録する。残ST数算出手段1024により算出されたP_VOiの許容ST数「31」と経過ST数「15」との差である残ST数「16」が、次に遷移する(状態i+1)におけるP_BK1の残ST数となる。
(B) Calculation and update of remaining ST number
At the time when P_BK1 is transmitted, the backoff time of P_BK1 is “15ST”. Therefore, the elapsed ST number recording unit 104 records the elapsed ST number as “15”. The remaining ST number “16”, which is the difference between the allowed ST number “31” of P_VOi calculated by the remaining ST number calculating means 1024 and the elapsed ST number “15”, is the remaining P_BK1 remaining in the next transition (state i + 1). ST number.

(c)バックオフ時間の更新
P_BK1が送信されるまでに経過したP_VOiの時間のST数は、(AIFS[BK0]のST数「7」)+(バックオフ時間[BK0]のST数「15」)−(AIFS[VO0]のST数「2」)により「20」となり、P_VOiのバックオフ時間[VOi]のST数「3」より大きい。そのため、次に遷移する(状態i+1)においてP_VOiのバックオフ時間[VOi]は更新されない。
(C) Update backoff time
The ST number of the P_VOi time elapsed until P_BK1 is transmitted is (AIFS [BK 0 ] ST number “7”) + (backoff time [BK 0 ] ST number “15”) − (AIFS [ The ST number “2”) of VO 0 ] becomes “20”, which is longer than the ST number “3” of the back-off time [VOi] of P_VOi. Therefore, the back-off time [VOi] of P_VOi is not updated in the next transition (state i + 1).

(状態i+1)
出力パケット決定手段1021は、P_VOiを除き送信キューには送信待ち状態のパケットが存在しないため、最も小さい残ST数のP_VOiをキューから取り出す出力パケットとして決定し、CSMA/CA送受信部103へ送信対象のパケットのメモリアドレスを通知する。次いで、CSMA/CA送受信部103は、CSMA/CA方式で、パケットP_VOiを送信する。
(State i + 1)
Since there is no packet waiting for transmission in the transmission queue except for P_VOi, the output packet determining means 1021 determines the smallest remaining ST number P_VOi as an output packet to be extracted from the queue, and sends it to the CSMA / CA transceiver 103. Notify the memory address of the packet. Next, the CSMA / CA transmission / reception unit 103 transmits the packet P_VOi by the CSMA / CA method.

上述したように、パケットP_BK1を送信するまでに経過したバックオフ時間のST数は、許容ST数[BK]:「3048」と残ST数[BK]:「30」との差「3018」である。つまり、本発明の実施形態では、P_BK1を送信するまでに実際に経過したバックオフ時間は「3018ST」であり、キューAC_BKにおける最大となるバックオフ時間の合計値「3048ST」より短くなる。このため、優先度の低いACであるキューAC_BKに格納されたパケットをより早く送信することができ、この場合P_BK(バックグラウンド通信)に要求されるサービス提供条件等を満たすことができる。   As described above, the ST number of the back-off time elapsed until the packet P_BK1 is transmitted is the difference “3018” between the allowable ST number [BK]: “3048” and the remaining ST number [BK]: “30”. is there. That is, in the embodiment of the present invention, the back-off time actually elapsed until P_BK1 is transmitted is “3018ST”, which is shorter than the total value “3048ST” of the maximum back-off time in the queue AC_BK. For this reason, packets stored in the queue AC_BK, which is an AC with low priority, can be transmitted earlier, and in this case, the service provision conditions required for P_BK (background communication) can be satisfied.

<実施例3>
図13は、本発明の実施例3である無線通信装置10の動作の一例を示す図である。実施例3では、各ACのキューに存在するパケットの残ST数が最小かつ同値である場合の動作を説明する。なお、図12の数値はスロットタイム数(ST数)である。
<Example 3>
FIG. 13 is a diagram illustrating an example of the operation of the wireless communication device 10 according to the third embodiment of the present invention. In the third embodiment, an operation when the number of remaining STs of packets existing in each AC queue is the smallest and the same value will be described. In addition, the numerical value of FIG. 12 is a slot time number (ST number).

(初期状態)
図11(C)は、本発明の実施例3における送信キュー・バッファ部13に格納されているパケットの初期状態を示す図である。図11(C)において、キューAV_VOにパケットP_VO1、キューAC_VIにP_VI1、キューAC_BKにP_BK1が格納されている。
(initial state)
FIG. 11C is a diagram illustrating an initial state of a packet stored in the transmission queue / buffer unit 13 according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 11C, a packet P_VO1 is stored in the queue AV_VO, P_VI1 is stored in the queue AC_VI, and P_BK1 is stored in the queue AC_BK.

また、本発明の実施例3の初期状態では、図13に示されるように残ST数算出手段1024によって、キューAC_VOの残ST数が「31」、キューAC_VIの残ST数が「28」、キューAC_BKの残ST数が「28」と算出されている。   In the initial state of the third embodiment of the present invention, as shown in FIG. 13, the remaining ST number calculating means 1024 sets the remaining ST number of the queue AC_VO to “31”, the remaining ST number of the queue AC_VI to “28”, The number of remaining STs in the queue AC_BK is calculated as “28”.

また、図13に示されるように初期状態におけるP_VO1のAIFS[VO0]のST数は「2」、初期のバックオフ時間[VO0]のST数は「3」である。P_VI1のAIFS[VI0]のST数は「3」、初期のバックオフ時間[VI0]のST数は「3」である。P_BK1のAIFS[BK0]のST数は「7」、初期のバックオフ時間[VI0]のST数は「15」である。 Further, as shown in FIG. 13, the ST number of AIFS [VO 0 ] of P_VO1 in the initial state is “2”, and the ST number of initial backoff time [VO 0 ] is “3”. The ST number of AIFS [VI 0 ] of P_VI1 is “3”, and the ST number of the initial backoff time [VI 0 ] is “3”. The ST number of AIFS [BK 0 ] of P_BK1 is “7”, and the ST number of the initial back-off time [VI 0 ] is “15”.

(状態1")
(a)出力パケットの決定と送信
出力パケット決定手段1021は、P_VO1の残ST数「31」とP_VI1の残ST数「28」とP_BK1の残ST数「28」とを比較し、最も小さい残ST数のパケットをキューから取り出す出力パケットとして決定する。ここで、P_VI1とP_BK1との残ST数は最小かつ同値であるため、出力パケット決定手段1021は、より優先度の高いACであるキューAC_VIに格納されているP_VI1をキューから取り出す出力パケットとして決定する。次いで、出力パケット決定手段1021は、CSMA/CA送受信部103へ送信対象のパケットのメモリアドレスを通知する。次いで、CSMA/CA送受信部103は、CSMA/CA方式で、パケットP_VI1を送信する。
(State 1 ")
(A) Determination and transmission of output packet The output packet determination means 1021 compares the remaining ST number “31” of P_VO1 with the remaining ST number “28” of P_VI1 and the remaining ST number “28” of P_BK1. The ST number of packets is determined as an output packet to be extracted from the queue. Here, since the remaining ST numbers of P_VI1 and P_BK1 are the smallest and the same value, the output packet determining means 1021 determines P_VI1 stored in the queue AC_VI, which is an AC having a higher priority, as an output packet to be taken out from the queue. To do. Next, the output packet determining unit 1021 notifies the CSMA / CA transmitting / receiving unit 103 of the memory address of the packet to be transmitted. Next, the CSMA / CA transmission / reception unit 103 transmits the packet P_VI1 by the CSMA / CA method.

(b)残ST数の算出と更新
P_VI1を送信した時点において、P_VI1のバックオフ時間は「3ST」経過している。よって、経過ST数記録手段104は、経過ST数を「3」と記録する。P_VO1の残ST数は、(状態1")の許容ST数「31」と経過ST数「3」との差である残ST数「28」が、次に遷移する(状態2")におけるP_VO1の残ST数となる。次に遷移する(状態2")におけるP_BK1の残ST数は、P_VO1の残ST数の算出の場合と同様にして、「25」となる。
(B) Calculation and update of remaining ST number
At the time when P_VI1 is transmitted, the back-off time of P_VI1 is “3ST”. Therefore, the elapsed ST number recording unit 104 records the elapsed ST number as “3”. The remaining ST number of P_VO1 is P_VO1 when the remaining ST number “28”, which is the difference between the allowable ST number “31” in (state 1 ″) and the elapsed ST number “3”, makes the next transition (state 2 ″). The number of remaining STs of P_BK1 at the next transition (state 2 ″) is “25”, as in the case of calculating the number of remaining STs of P_VO1.

(c)バックオフ時間の更新
P_VI1が送信されるまでに経過したP_VO1の時間のST数は、(AIFS[VI0]のST数「3」)+(バックオフ時間[VI0]のST数「3」)−(AIFS[VO0]のST数「2」)により「4」となり、P_VOiのバックオフ時間[VOi]のST数「3」より大きい。そのため、次に遷移する(状態2")においてP_VO1のバックオフ時間[VO]は更新されず、次に遷移する状態におけるP_VO1のバックオフ時間は「3」となる。
(C) Update backoff time
The ST number of the time of P_VO1 elapsed until P_VI1 is transmitted is (AIFS [VI 0 ] ST number “3”) + (Backoff time [VI 0 ] ST number “3”) − (AIFS [ The ST number “2”) of VO 0 ] becomes “4”, which is longer than the ST number “3” of the back-off time [VOi] of P_VOi. Therefore, the backoff time [VO] of P_VO1 is not updated at the next transition (state 2 ″), and the backoff time of P_VO1 at the next transition state is “3”.

一方、P_VI1が送信されるまでに経過したP_BK1のバックオフ時間のST数は、(AIFS[VI0]のST数「3」)+(バックオフ時間[VI0]のST数「3」)−(AIFS[BK0]のST数「7」)により「−1」<0である。そのため、バックオフ時間更新手段1025は、次に遷移する(状態2")におけるP_BK1のバックオフ時間は更新されず、次に遷移する状態におけるP_BK1のバックオフ時間は「15」となる。 On the other hand, the ST number of the back-off time of P_BK1 that has elapsed until P_VI1 is transmitted is (AIFS [VI 0 ] ST number “3”) + (ST number “3” of back-off time [VI 0 ]) − (− 1) <0 according to (ST number “7” of AIFS [BK 0 ]). Therefore, the back-off time update unit 1025 does not update the back-off time of P_BK1 in the next transition (state 2 ″), and the back-off time of P_BK1 in the next transition state becomes “15”.

(状態2")
(a)出力パケットの決定と送信
出力パケット決定手段1021は、P_VO1の残ST数「28」とP_BK1の残ST数「25」とを比較し、最も小さい残ST数のP_BK1をキューから取り出す出力パケットとして決定し、CSMA/CA送受信部103へ送信対象のパケットのメモリアドレスを通知する。なお、この場合P_VO1の残ST数がP_BK1より大きいため、P_VO1の待機時間がP_BK1より先に経過しても(待機時間が0になっても)、P_VO1は出力されない。次いで、CSMA/CA送受信部103は、CSMA/CA方式で、パケットP_BK1を送信する。
(State 2 ")
(A) Determination and transmission of output packet Output packet determination means 1021 compares the remaining ST number “28” of P_VO1 with the remaining ST number “25” of P_BK1, and outputs P_BK1 having the smallest remaining ST number from the queue. The packet is determined, and the memory address of the packet to be transmitted is notified to the CSMA / CA transceiver 103. In this case, since the remaining ST number of P_VO1 is larger than P_BK1, P_VO1 is not output even if the standby time of P_VO1 elapses before P_BK1 (even if the standby time becomes 0). Next, the CSMA / CA transmission / reception unit 103 transmits the packet P_BK1 by the CSMA / CA method.

上述したように、本発明の優先制御は、従来の優先制御方式にない新たな方法を提案するものであって、優先度に応じた待ち時間の経過とは異なる一定の基準を満たすデータに対して優先的に送信機会を与えることで、通信の確実性及び安定性の向上を図ることできる。また、本発明の優先制御を適用することで、パケットの内部衝突の発生確率を低下させ、特に優先度の低いパケットの送信機会を高めるとともに、機器の処理負荷を軽減することができる。
[変形例]
なお、本発明の実施の形態において、本発明における優先制御方式をEDCA方式の優先制御に適用したが、その他のQoS制御に適用してもよい。
As described above, the priority control of the present invention proposes a new method that does not exist in the conventional priority control method, and is for data that satisfies a certain standard different from the passage of the waiting time according to the priority. By giving transmission opportunities preferentially, it is possible to improve the reliability and stability of communication. Further, by applying the priority control of the present invention, it is possible to reduce the probability of occurrence of internal packet collisions, increase the opportunity to transmit packets with particularly low priority, and reduce the processing load on the device.
[Modification]
In the embodiment of the present invention, the priority control method of the present invention is applied to the priority control of the EDCA method, but may be applied to other QoS control.

また、本発明の実施の形態において、本発明における優先制御方式を無線LAN(IEEE802.11x)に適用したが、有線LANにおけるQoS制御に適用してもよい。   In the embodiment of the present invention, the priority control method according to the present invention is applied to a wireless LAN (IEEE802.11x), but may be applied to QoS control in a wired LAN.

以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。   Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications are possible within the scope of the gist of the present invention described in the claims. Can be changed.

1 無線通信システム
10 無線通信装置
13 送信キュー・バッファ部
101 入力制御手段
102 優先制御手段
103 CSMA/CA送受信制御手段
104 経過ST数記録手段
1021 出力パケット決定手段
1022 演算手段
1023 許容ST数算出・設定手段
1024 残ST数算出手段
1025 バックオフ時間更新手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wireless communication system 10 Wireless communication apparatus 13 Transmission queue buffer part 101 Input control means 102 Priority control means 103 CSMA / CA transmission / reception control means 104 Elapsed ST number recording means 1021 Output packet determination means 1022 Calculation means 1023 Calculation and setting of allowable ST number Means 1024 Remaining ST number calculation means 1025 Backoff time update means

特開2006−135441号公報JP 2006-135441 A

Claims (10)

送信データの属性に基づく優先度が高いほど短く定義された優先度対応時間と該送信データの経過した待機時間との差が小さいデータを送信する優先制御手段を有し、
前記優先度対応時間は、前記優先度毎に設定されている再送上限回数まで前記送信データが送信された場合のバックオフ時間の総和に対応する無線通信装置。
Have a priority control means for transmitting a small difference data between the elapsed waiting time priority higher short-defined priorities corresponding time and the transmission data based on the attribute of the transmission data,
The priority corresponding time is a wireless communication apparatus corresponding to the sum of back-off times when the transmission data is transmitted up to the maximum number of retransmissions set for each priority .
前記バックオフ時間の総和は、前記優先度に応じたサービス提供条件を満たすように設定される、請求項1に記載の無線通信装置。The wireless communication apparatus according to claim 1, wherein the total sum of the back-off times is set so as to satisfy a service provision condition corresponding to the priority. 前記優先制御手段は、前記優先度対応時間と前記経過した待機時間との差が同値で
ある複数のデータが存在する場合、前記優先度の高いデータを送信する請求項1又は2記
載の無線通信装置。
It said priority control means, when a plurality of data difference between the waiting time and the elapsed and between the priority pair latency time are equivalent is present, the wireless of claim 1 or 2, wherein transmitting the high the priority data Communication device.
前記優先制御手段は、EDCA方式に適用される請求項1乃至3のいずれか一項に記載の無線通信装置。   The wireless communication apparatus according to claim 1, wherein the priority control unit is applied to an EDCA method. 前記バックオフ時間は、ランダムな範囲を規定するコンテンションウィンドウ値と、前記バックオフ時間を構成する最小単位の時間であるスロットタイムとの積に基づく請求項1乃至4のいずれか一項に記載の無線通信装置。 5. The backoff time according to claim 1, wherein the backoff time is based on a product of a contention window value defining a random range and a slot time that is a minimum unit time constituting the backoff time. Wireless communication device. 前記バックオフ時間は、前記コンテンションウィンドウ値CWiと、スロットタイムSTと、再送回数nとにより、
Figure 0006011081
と定義される請求項5記載の無線通信装置。
The back-off time is determined by the contention window value CWi, the slot time ST, and the number of retransmissions n.
Figure 0006011081
The wireless communication apparatus according to claim 5, defined as:
無線通信装置において実行される優先制御方法であって、
送信データの属性に基づく優先度が高いほど短く定義された優先度対応時間と、該送信データの経過した待機時間との差が小さいデータを送信する優先制御手段として機能させ、
前記優先度対応時間は、前記優先度毎に設定されている再送上限回数まで前記送信データが送信された場合のバックオフ時間の総和に対応する、優先制御方法。
A priority control method executed in a wireless communication device,
The priority based on the attribute of the transmission data is higher as a priority control means for transmitting data having a smaller difference between the priority response time defined shorter and the waiting time for which the transmission data has passed,
The priority control method corresponds to a priority control method , wherein the priority response time corresponds to a total sum of backoff times when the transmission data is transmitted up to the maximum number of retransmissions set for each priority.
前記バックオフ時間の総和は、前記優先度に応じたサービス提供条件を満たすように設定される、請求項7に記載の優先制御方法。The priority control method according to claim 7, wherein the total sum of the back-off times is set so as to satisfy a service provision condition corresponding to the priority. 無線通信装置において実行される優先制御プログラムであって、
送信データの属性に基づく優先度が高いほど短く定義された優先度対応時間と、該送信データの経過した待機時間との差が小さいデータを送信する優先制御手段として機能させ、
前記優先度対応時間は、前記優先度毎に設定されている再送上限回数まで前記送信データが送信された場合のバックオフ時間の総和に対応する、優先制御プログラム。
A priority control program executed in a wireless communication device,
The priority based on the attribute of the transmission data is higher as a priority control means for transmitting data having a smaller difference between the priority response time defined shorter and the waiting time for which the transmission data has passed,
The priority control program corresponds to a priority control program corresponding to the sum of back-off times when the transmission data is transmitted up to the retransmission upper limit number set for each priority.
前記バックオフ時間の総和は、前記優先度に応じたサービス提供条件を満たすように設定される、請求項9に記載の優先制御プログラム。The priority control program according to claim 9, wherein the total back-off time is set so as to satisfy a service provision condition corresponding to the priority.
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