JP6284199B2 - 無線通信システムおよび無線通信制御方法 - Google Patents
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Description
第1の発明の無線通信システムにおいて、統合端末の第2の処理手段は、代表統合端末としてWLANにおけるMACアドレスに基づいて1つの統合端末を選択する。
第3の発明の無線通信制御方法において、統合端末の第2の処理ステップは、代表統合端末としてWLANにおけるMACアドレスに基づいて1つの統合端末を選択する。
(1) 複数のWPANからビーコン周期に基づいて同期させるWPANを選択して組を形成する。
(2) 組ごとに、チャネル予約信号(RTSフレーム)を送信する1台の代表統合端末を選択する。
(3) 組ごとに、代表統合端末がWLANのTSFタイマの時刻情報に基づいてビーコン送信を同期させ、かつ組ごとのビーコン送信タイミングをずらして設定する。
(4) 組ごとに、代表統合端末と同等の機能を有する1台または複数台の準代表統合端末を選択し、準代表統合端末がチャネル予約信号(RTSフレーム)を受信しないときに、代わりにチャネル予約信号(RTSフレーム)を送信する。
以下、(1) 〜(3) について実施例1として説明し、(4) について実施例2として説明する。
図2は、本発明による5以上のWPANの収容例1を示す。ここでは、ビーコン周期が等しい4つのWPANを組とし、複数組を収容する例を示す。
図5において、各WPANのH−STAの制御部は、WLAN内におけるMACアドレスやWPANビーコン周期(BO)を記載したテーブルをもっており、それに基づきBOの値の昇順にWPANiをソートする。iは、WPANの識別番号である。BOが同値の場合は、MACアドレスの昇順にソートする(S1)。WPANをBOおよびMACアドレスの昇順にソートしたテーブルを図4に示す。
Ri =1/2BO
図6において、まず図5の処理により選択された組のWPANn〜Nのビーコン周期(BO)から、WPANn〜Nに割り当てるスロット(A,2k(N)-k(n)) を算出する(S11)。ここで、k(i) はWPANiのBOである。スロットは行列で表され、A個の行は周波数成分(Ch.1〜Ch.4)を表し、2k(N)-k(n)個の列は時間方向成分を表す。例えば、同期WPANの組としてWPAN1〜7が選択されると、2k(7)-k(1) =22 =4となり、4チャネル×4列の合計16個のスロットが算出される。ここで、列方向のスロット数4は、ビーコン周期が最小のWPAN1のビーコン周期 15.36ms×2k の倍数を示し、ビーコン周期が最大のWPAN7のビーコン周期 15.36ms×2k+2 に対応する。
代表統合端末は、複数のWPANのビーコン送信を同期させ、ビーコン送信に先立ってRTSフレームを送信して無線チャネルを予約する。しかし、他のH−STAは、代表統合端末からのRTSフレームを受信しないときに、代表統合端末が故障や移動などの原因でWLANから離脱したものと判断し、速やかに代表統合端末を決定してRTSフレームを送信し、WLANからの干渉を回避してスーパーフレーム通信を行う必要がある。
図7において、代表統合端末が正常に動作している場合、RTSフレーム生成部はビーコン送信時刻TB より保護手順試行期間T0 だけ早くRTSフレームを生成し、CSMA/CAプロトコルに従って送信する。このとき、準代表統合端末1,2のRTSフレーム生成部は、順次短い保護手順試行期間T1 ,T2 に応じてRTSフレームを生成することになっているが、代表統合端末から送信されるRTSフレームを受信することにより、自らはRTSフレームを送信せず、通常のH−STAとして代表統合端末に同期するビーコン送信時刻にビーコンを送信し、スーパーフレーム通信を行う。
図8において、代表統合端末が故障または通信エリアから移動した場合に、代表統合端末からRTSフレームが送信されず、WLANのチャネル予約ができない状態になる。準代表統合端末1,2のRTSフレーム生成部は、代表統合端末より遅れて順次RTSフレームを生成するが、代表統合端末からのRTSフレームを受信しないとき、あるいは数ビーコン周期連続して受信しないときに、代表統合端末の離脱(故障または移動)と判断し、準代表統合端末1がRTSフレームをCSMA/CAプロトコルに従って送信する。このとき、準代表統合端末2は、さらに遅れてRTSフレームを生成するが、準代表統合端末1により送信されるRTSフレームを受信することにより、RTSフレームの送信は行わない。準代表統合端末1がRTSフレームを送信しない場合は、同様の手順により準代表統合端末2がRTSフレームを送信する。
図9において、まず着目する準代表統合端末kについて、その保護手順試行期間長Tk を決定する(S21)。次のビーコン送信時刻をTB としたとき、現在時刻tが準代表統合端末kのRTSフレームを送信する時刻(TB−Tk)になった時点で(S22:Yes )、代表統合端末または上位の準代表統合端末のRTSフレームを受信したか否かを判断する(S23)。ここで、RTSフレームを受信すれば(S23:Yes )、代表統合端末または上位の準代表統合端末がチャネル予約処理を行っているので、準代表統合端末kはRTSフレームを送信せず、ビーコン送信時刻TB になった時点でビーコンを送信し、スーパーフレーム通信を行う(S24,S25)。一方、RTSフレームを受信しない場合、あるいは数ビーコン周期連続して受信しない場合に(S23:No)、代表統合端末または上位の準代表統合端末が離脱していると判断し、ビーコン送信時刻TB になる前の保護手順試行期間内であれば(S26:Yes )、準代表統合端末kがRTSフレームを送信する(S27)。
(i) Tk =Tk-1 −Td
準代表統合端末は、先にRTSフレームを送信する代表統合端末または準代表統合端末の保護手順試行期間よりTd だけ短い保護手順試行期間に設定する。すなわち、Td だけ遅れてRTSフレームを送信する。例えば、Td の時間長は 0.5〜2ms程度とする。
準代表統合端末は、先にRTSフレームを送信する代表統合端末または準代表統合端末の保護手順試行期間長のα倍となる保護手順試行期間長に設定する。例えば、αは 0.5〜0.8 程度とする。
計算機シミュレーションにより、1つのWLAN内にn個のWPANが共存している場合の結果を示す。WLANは、1台のWLANアクセスポイント(AP)と10台のWLAN端末(STA)とn台の統合端末(H−STA)からなる。それぞれのWPANは1台の統合端末(H−STA)と、2台のWPAN端末(ND)からなる。WPANのWPAN端末(ND)は、スーパーフレームの非競合アクセス期間に保証タイムスロットが割り当てられるものとする。シミュレーション諸元を表1に示す。
計算機シミュレーションにより、WLANの中に複数のWPANが共存している場合において、統合端末(H−STA)によるWPAN保護失敗率(ビーコン送信時刻までに統合端末が無線チャネルの予約に失敗する割合)を示す。WLANは、1台のWLANアクセスポイント(AP)と10台のWLAN端末(STA)と2台の統合端末(H−STA)からなる。WLANの物理層パラメータはIEEE 802.11g規格に従う。シミュレーション諸元を表2に示す。
11 アクセスポイント(AP)
12 WLAN端末(STA)
20 WPAN
21 統合端末(H−STA)
22 WPAN端末(ND)
Claims (10)
- 1つの無線LAN内にビーコンモードで動作する複数の無線PANが存在し、各無線PANはPANコーディネータの機能と無線LAN端末の機能をもつ統合端末を備え、各無線PANの統合端末のうち1つの代表統合端末が前記無線LANのチャネルを予約するチャネル予約信号を送信し、その無線LANのチャネルに対応する無線PANの複数のチャネルで複数の無線PANが同期して通信を行う無線通信システムにおいて、
前記統合端末は、
前記無線LANに存在する前記複数の無線PANのビーコン周期の情報を取得し、それぞれのビーコン周期が同一でビーコン送信タイミングを同期させる無線PANを選択して組を形成する第1の処理手段と、
前記組の前記代表統合端末として、前記組を形成する統合端末の1つを選択する第2の処理手段と、
前記代表統合端末が同じ組の他の統合端末に対してビーコン送信を同期させ、かつ異なる組の間でビーコン送信タイミングをずらして設定する第3の処理手段と
を備えたことを特徴とする無線通信システム。 - 請求項1に記載の無線通信システムにおいて、
前記統合端末の第2の処理手段は、前記代表統合端末として前記無線LANにおけるMACアドレスに基づいて1つの統合端末を選択する
ことを特徴とする無線通信システム。 - 1つの無線LAN内にビーコンモードで動作する複数の無線PANが存在し、各無線PANはPANコーディネータの機能と無線LAN端末の機能をもつ統合端末を備え、各無線PANの統合端末のうち1つの代表統合端末が前記無線LANのチャネルを予約するチャネル予約信号を送信し、その無線LANのチャネルに対応する無線PANの複数のチャネルで複数の無線PANが同期して通信を行う無線通信システムにおいて、
前記統合端末は、
前記無線LANに存在する前記複数の無線PANのビーコン周期の情報を取得し、それぞれのビーコン周期に基づいてビーコン送信タイミングを同期させる無線PANを選択して組を形成し、さらに前記無線PANの複数のチャネルと、前記ビーコン周期が最短の無線PANのビーコン周期の時間帯の組合せをスロットと定義するとき、前記組を形成する無線PANをビーコン周期に応じてスロットを埋めるように配置する第1の処理手段と、
前記組の前記代表統合端末として、前記組を形成する統合端末のうち前記ビーコン周期が最短の統合端末の1つを選択する第2の処理手段と、
前記代表統合端末が同じ組の他の統合端末に対してビーコン送信を同期させ、かつ異なる組の間でビーコン送信タイミングをずらして設定する第3の処理手段と
を備えたことを特徴とする無線通信システム。 - 請求項3に記載の無線通信システムにおいて、
前記統合端末の第2の処理手段は、前記ビーコン周期が最短の統合端末が複数あれば、前記代表統合端末として前記無線LANにおけるMACアドレスに基づいて1つの統合端末を選択する
ことを特徴とする無線通信システム。 - 請求項1または3に記載の無線通信システムにおいて、
前記統合端末は、さらに、
前記組ごとに、前記代表統合端末と同等の機能を有する1つまたは複数の準代表統合端末を選択し、該準代表統合端末は前記チャネル予約信号を受信しないときに、代わりに前記チャネル予約信号を送信する第4の処理手段を備えた
ことを特徴とする無線通信システム。 - 1つの無線LAN内にビーコンモードで動作する複数の無線PANが存在し、各無線PANはPANコーディネータの機能と無線LAN端末の機能をもつ統合端末を備え、各無線PANの統合端末のうち1つの代表統合端末が前記無線LANのチャネルを予約するチャネル予約信号を送信し、その無線LANのチャネルに対応する無線PANの複数のチャネルで複数の無線PANが同期して通信を行う無線通信システムの無線通信制御方法において、
前記統合端末は、
前記無線LANに存在する前記複数の無線PANのビーコン周期の情報を取得し、それぞれのビーコン周期が同一でビーコン送信タイミングを同期させる無線PANを選択して組を形成する第1の処理ステップと、
前記組の前記代表統合端末として、前記組を形成する統合端末の1つを選択する第2の処理ステップと、
前記代表統合端末が同じ組の他の統合端末に対してビーコン送信を同期させ、かつ異なる組の間でビーコン送信タイミングをずらして設定する第3の処理ステップと
を有することを特徴とする無線通信制御方法。 - 請求項6に記載の無線通信制御方法において、
前記統合端末の第2の処理ステップは、前記代表統合端末として前記無線LANにおけるMACアドレスに基づいて1つの統合端末を選択する
ことを特徴とする無線通信制御方法。 - 1つの無線LAN内にビーコンモードで動作する複数の無線PANが存在し、各無線PANはPANコーディネータの機能と無線LAN端末の機能をもつ統合端末を備え、各無線PANの統合端末のうち1つの代表統合端末が前記無線LANのチャネルを予約するチャネル予約信号を送信し、その無線LANのチャネルに対応する無線PANの複数のチャネルで複数の無線PANが同期して通信を行う無線通信システムの無線通信制御方法において、
前記統合端末は、
前記無線LANに存在する前記複数の無線PANのビーコン周期の情報を取得し、それぞれのビーコン周期に基づいてビーコン送信タイミングを同期させる無線PANを選択して組を形成し、さらに前記無線PANの複数のチャネルと、前記ビーコン周期が最短の無線PANのビーコン周期の時間帯の組合せをスロットと定義するとき、前記組を形成する無線PANをビーコン周期に応じてスロットを埋めるように配置する第1の処理ステップと、
前記組の前記代表統合端末として、前記組を形成する統合端末のうち前記ビーコン周期が最短の統合端末の1つを選択する第2の処理ステップと、
前記代表統合端末が同じ組の他の統合端末に対してビーコン送信を同期させ、かつ異なる組の間でビーコン送信タイミングをずらして設定する第3の処理ステップと
を有することを特徴とする無線通信制御方法。 - 請求項8に記載の無線通信制御方法において、
前記統合端末の第2の処理ステップは、前記ビーコン周期が最短の統合端末が複数あれば、前記代表統合端末として前記無線LANにおけるMACアドレスに基づいて1つの統合端末を選択する
ことを特徴とする無線通信制御方法。 - 請求項6または8に記載の無線通信制御方法において、
前記統合端末は、さらに、
前記組ごとに、前記代表統合端末と同等の機能を有する1つまたは複数の準代表統合端末を選択し、該準代表統合端末は前記チャネル予約信号を受信しないときに、代わりに前記チャネル予約信号を送信する第4の処理ステップを有する
ことを特徴とする無線通信制御方法。
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JP2015018453A JP6284199B2 (ja) | 2015-02-02 | 2015-02-02 | 無線通信システムおよび無線通信制御方法 |
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