JP6505590B2 - Wireless communication system, wireless communication method, central control station apparatus and wireless station apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、無線LAN(Local Area Network)の稠密環境において、各通信局のCSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)制御に起因するスループットの低下を改善する無線通信システム、集中制御局装置および無線局装置に関する。 The present invention relates to a wireless communication system, and a centralized control station device that improves the reduction in throughput caused by control of Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance (CSMA / CA) of each communication station in a dense area of a wireless LAN (Local Area Network). And a radio station apparatus.
近年、 2.4GHz帯または5GHz帯を用いた高速無線アクセスシステムとして、IEEE802.11a規格、IEEE802.11g規格などに基づいた基地局装置(AP)が広く普及している。これらの規格に基づいた無線LANシステムでは、マルチパスフェージング環境での特性を安定化させるための技術である直交周波数分割多重(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)変調方式を用い、最大で54Mbps の伝送速度を実現している(非特許文献1)。 In recent years, base station apparatuses (APs) based on the IEEE802.11a standard, the IEEE802.11g standard, etc. are widely spread as high-speed wireless access systems using the 2.4 GHz band or the 5 GHz band. Wireless LAN systems based on these standards use Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) modulation, which is a technology to stabilize characteristics in multipath fading environments, and use transmission rates of up to 54 Mbps. Is realized (Non-Patent Document 1).
ただし、上述した伝送速度は物理レイヤ上での伝送速度であり、ユーザにとって有効なデータのスループットではない。実際には、MAC(Medium Access Control )レイヤでの伝送効率が50〜70%程度であるために、スループットは30Mbps 程度が上限値となっている。 However, the transmission rate described above is a transmission rate on the physical layer, not a data throughput effective for the user. In fact, since the transmission efficiency in the MAC (Medium Access Control) layer is about 50 to 70%, the throughput is about 30 Mbps as the upper limit value.
一方、有線LANの通信速度もFTTH(Fiber to the home )の普及から、上昇の一途をたどっている。そのため、今後無線LANにおいても更なる伝送速度の高速化が求められることが想定される。無線区間のスループット増大のために、MIMOやマルチユーザMIMOなど様々な空間信号処理技術が検討されているが、他の方法として通信周波数帯域の拡大も行なわれている。IEEE802.11aやIEEE802.11gでは、20MHz幅の周波数帯域をチャネルとして定義し、通信の際は予め選択した通信チャネル1つを用いて通信していたが、IEEE802.11nでは、連続した20MHz幅チャネル2つを束ねて40MHz幅の周波数帯域を利用した通信を行うことができる。さらに、IEEE802.11acでは、20MHz幅チャネル4つを使った80MHz幅の周波数帯域を利用した通信を行うことができ、オプションを含めると最大 160MHz幅まで一度に利用可能である。このように、無線LAN通信を行う際に使用するチャネル帯域の拡大が進んでいる(非特許文献2)。 On the other hand, the communication speed of the wired LAN is also rising with the spread of FTTH (Fiber to the home). Therefore, it is assumed that further speeding up of the transmission rate is required also in the wireless LAN in the future. Although various spatial signal processing techniques such as MIMO and multi-user MIMO have been studied for the purpose of increasing the throughput of the wireless section, the communication frequency band has been expanded as another method. In IEEE802.11a and IEEE802.11g, a 20 MHz wide frequency band is defined as a channel, and communication is performed using one communication channel selected in advance. In IEEE802.11 n, continuous 20 MHz wide channels are used. It is possible to perform communication using a 40 MHz wide frequency band by bundling two. Furthermore, IEEE802.11ac can communicate using an 80 MHz wide frequency band using four 20 MHz wide channels, and including options, it can be used up to 160 MHz wide at one time. Thus, expansion of the channel band used when performing wireless LAN communication is in progress (Non-Patent Document 2).
このように、通信に利用するチャネルの最大周波数帯域はIEEE802.11aからIEEE802.11acまでで、8倍に拡大している。しかし、無線LAN通信に利用できる周波数帯域全体については、大きな拡張が認められていない。すなわち、無線LANの普及に伴って、周波数資源は十分でなくなりつつあり、使用可能なチャネル数よりもBSS(Basic Service Set )が一定エリア内に多く存在する無線LANの稠密環境では、互いの距離が近い複数のBSSが同一チャネルを使うことでBSSがオーバラップするOBSS(Overlapping BSS )環境が生じる。このとき、基地局が選択したチャネルによっては、通信エリアが互いにオーバラップする他の基地局からのパケット信号の干渉の影響によってスループットが低下し、システム全体のスループット効率が低下することがあった。 As described above, the maximum frequency band of the channel used for communication is expanded eight times from IEEE 802.11a to IEEE 802.11 ac. However, no significant expansion has been permitted for the entire frequency band that can be used for wireless LAN communication. That is, with the spread of wireless LANs, frequency resources are becoming insufficient, and in dense environments of wireless LANs where there are more BSS (Basic Service Set) in a certain area than the number of available channels, the distance between each other When two or more BSSs close to one another use the same channel, an Overlapping BSS (BSS) environment arises where the BSSs overlap. At this time, depending on the channel selected by the base station, the throughput may be reduced due to the influence of interference of packet signals from other base stations whose communication areas overlap each other, and the throughput efficiency of the entire system may be reduced.
そのため無線LANでは、CSMA/CAを用いて、送信局がキャリアセンスによりチャネルの空き状態を確認し、チャネルが空き状態のときにのみデータの送信を開始する自律分散的なアクセス制御が用いられている。 Therefore, in the wireless LAN, using CSMA / CA, the transmitting station checks carrier availability by carrier sense, and autonomous distributed access control is used where data transmission is started only when the channel is availability. There is.
具体的には、送信要求が発生した通信局は、まず所定のセンシング期間(DIFS:Distributed Inter-Frame Space )だけキャリアセンスを行って無線媒体の状態を監視し、
この間に他の通信局による送信信号が存在しなければ、ランダム・バックオフを行う。通信局は、引き続きランダム・バックオフ期間中もキャリアセンスを行うが、この間にも他の通信局による送信信号が存在しない場合に、チャネルの利用権(TXOP:Transmission Opportunity)を得る。チャネルの利用権を得た通信局(TXOP Holder )は、同一BSS内の他の通信局にデータを送信したり、それらの通信局からデータを受信したりできる。このようなCSMA/CA制御を行う場合、同一チャネルを使用する無線LANの稠密環境では、キャリアセンスによりチャネルがビジーになる頻度が高くなるため、送信機会(チャネルの利用権を得る機会)が低下し、スループットが低下することになる。したがって、周辺環境をモニタリングし、適切なチャネルを選択することが重要になる。
Specifically, the communication station from which the transmission request has been made first performs carrier sensing for a predetermined sensing period (DIFS: Distributed Inter-Frame Space) to monitor the state of the wireless medium,
If there is no transmission signal from another communication station during this time, random backoff is performed. The communication station continues to perform carrier sensing during the random backoff period, but during this time, if there is no transmission signal from another communication station, it acquires the channel Opportunity (TXOP). A communication station (TXOP Holder) that has obtained the right to use a channel can transmit data to other communication stations in the same BSS, and receive data from those communication stations. When performing such CSMA / CA control, in a dense LAN environment using the same channel, the frequency of the channel becoming busy due to carrier sense increases, so the transmission opportunity (the opportunity to obtain the right to use the channel) decreases. And throughput will be reduced. Therefore, it is important to monitor the surrounding environment and select an appropriate channel.
無線基地局におけるチャネルの選択方法は、IEEE802.11標準規格で定まっていないため、各ベンダーが独自の方法を採用しているが、最も一般的なチャネル選択方法としては、干渉電力の最も少ないチャネルを自律分散的に選択する方法がある。APは、一定期間すべてのチャネルについてキャリアセンスして最も干渉電力が小さいチャネルを選択し、選択したチャネル上で配下の端末装置とデータの送受信を行う。なお、干渉電力とは、近隣BSSや他システムから受信する信号のレベルであり、例えば、受信信号強度(RSSI:Received Signal Strength Indicator)により測定することができる。 Although the channel selection method in the wireless base station is not defined in the IEEE 802.11 standard, each vendor adopts a unique method, but the channel with the least interference power is the most common channel selection method. There is a method to select in an autonomous distributed manner. The AP performs carrier sense on all channels for a predetermined period, selects a channel with the smallest interference power, and transmits / receives data to / from a subordinate terminal apparatus on the selected channel. The interference power is a level of a signal received from a neighboring BSS or another system, and can be measured by, for example, a Received Signal Strength Indicator (RSSI).
ここで、無線基地局においてキャリアセンスを行うに当たり、受信信号強度(RSSI)を用いてチャネル使用状況を判断するCCA(Clear Channel Assessment)閾値が設定されている。例えばIEEE802.11規格では、2つのCCA閾値が規定されている。1つは、キャリアセンスの際に受信する受信信号において無線LAN信号のプリアンブルを検出できた場合のCCA閾値(以下、CCA−SD(Signal Detection)閾値とする)であり、もう1つは、キャリアセンスの際に受信する受信信号において無線LAN信号のプリアンブルを検出できなかった場合のCCA閾値(以下、CCA−ED(Energy Detection)閾値とする)である。例えば、IEEE802.11a規格では、CCA−SD閾値は−82dBmに設定される。CCA−ED閾値は−62dBmに設定される。 Here, when carrier sense is performed in the radio base station, a Clear Channel Assessment (CCA) threshold is set to determine the channel usage status using received signal strength indicator (RSSI). For example, in the IEEE 802.11 standard, two CCA thresholds are defined. One is a CCA threshold (hereinafter referred to as a CCA-SD (Signal Detection) threshold) when the preamble of the wireless LAN signal can be detected in the received signal received in the carrier sense, and the other is a carrier This is a CCA threshold (hereinafter, referred to as a CCA-ED (Energy Detection) threshold) when the preamble of the wireless LAN signal can not be detected in the received signal received in the sense. For example, in the IEEE 802.11a standard, the CCA-SD threshold is set to -82 dBm. The CCA-ED threshold is set to -62 dBm.
キャリアセンスにより、RSSIがCCA−SD閾値以上で、かつ無線LAN信号のプリアンブルを検出した場合は、そのチャネルはビジー(通信不可)と判定する。また、キャリアセンスにより無線LAN信号のプリアンブルを検出できない場合でも、RSSIがCCA−ED閾値以上の場合は、近隣BSSや他システムからの干渉波と見なしてそのチャネルはビジー(通信不可)と判定する。それ以外の場合は、チャネルがアイドル(通信可)と判定する。 If the RSSI is equal to or higher than the CCA-SD threshold and carrier frequency detection detects a preamble of a wireless LAN signal, it is determined that the channel is busy (communication is not possible). Also, even if the preamble of the wireless LAN signal can not be detected by the carrier sense, if the RSSI is equal to or higher than the CCA-ED threshold, it is regarded as an interference wave from the neighboring BSS or other systems and the channel is determined to be busy (communication not possible). . Otherwise, it is determined that the channel is idle (communicable).
無線LANでは、CSMA/CAによるアクセス制御を行っているため、競合する無線LAN基地局や端末局が増加すると、BSS間で干渉信号が増大し、キャリアセンスを行ったときにビジーになる確率が大きくなり、送信機会が減少してスループットが低下する。そこで、送信機会を増加させるための方法として、キャリアセンス閾値(例えばCCA
−SD)を高い値に設定し、チャネルがビジーになる確率を低減させることが考えられる。しかし、1つのBSSがキャリアセンス閾値を高い値に設定して送信機会を増やした場合に、他のBSSに対する干渉信号が増大し、受信誤りが生じてシステム全体のスループットが低下することがある。
In wireless LAN, since access control is performed by CSMA / CA, when the number of competing wireless LAN base stations and terminal stations increases, interference signals increase between BSSs, and there is a probability of becoming busy when carrier sensing is performed. It becomes larger, transmission opportunities decrease and throughput decreases. Therefore, as a method for increasing the transmission opportunity, carrier sense threshold (for example, CCA
It is conceivable to set -SD) to a high value to reduce the probability of the channel becoming busy. However, when one BSS sets the carrier sense threshold to a high value to increase the transmission opportunity, interference signals to other BSSs may increase, causing reception errors and reducing the throughput of the entire system.
特に、端末局から基地局に対して送信する場合は、キャリアセンス閾値の設定を慎重に行う必要がある。基地局が中心となり形成される通信エリアの端に端末局が存在する場合、端末局が送信する際に隣接するBSSへ与える干渉の影響が大きくなる。一方、端末局が通信エリアの中心付近に存在する場合は、隣接するBSSへ与える干渉の影響が小さくなる。端末局は、通信エリア内にランダムに配置されることが多いため、端末局の配置関係によってその影響が異なり、与干渉の影響を考慮したキャリアセンス閾値の設定が必要となる。 In particular, when transmitting from the terminal station to the base station, it is necessary to set the carrier sense threshold carefully. When a terminal station exists at the end of a communication area formed with the base station as a center, the influence of interference given to the adjacent BSS becomes large when the terminal station transmits. On the other hand, when the terminal station exists near the center of the communication area, the influence of interference on the adjacent BSSs is reduced. The terminal stations are often randomly arranged in the communication area, so the influence varies depending on the arrangement relationship of the terminal stations, and it is necessary to set a carrier sense threshold in consideration of the influence of the interference.
また、キャリアセンス閾値を高い値に設定したために、自局が属するBSSの他局からの信号を検出しなくなると、隠れ端末と同様に状態になってBSS内で衝突が発生し、スループットの改善が見込めない。 Also, since the carrier sense threshold is set to a high value, if signals from other stations in the BSS to which the own station belongs are not detected, the state becomes the same as a hidden terminal and a collision occurs in the BSS, thereby improving throughput. I can not expect.
また、BSS間の干渉信号の増大により、受信局が周辺BSSから受信する干渉信号の受信電力値が受信感度閾値を上回った場合、当該干渉信号に対しても無線LAN信号のプリアンブル検出および復調処理が行われる。この干渉信号の復調処理中に、所望信号が到来すると、所望信号が衝突によって復調できない状態となる。この場合にも、上記のように自局が属するBSS内のスループットおよび他局への干渉を含むシステム全体のスループットを考慮して、受信感度閾値の設定を慎重に行う必要がある。 Also, when the reception power value of the interference signal received by the receiving station from the neighboring BSS exceeds the reception sensitivity threshold due to the increase of interference signal between BSSs, preamble detection and demodulation processing of the wireless LAN signal is also performed for the interference signal. Is done. If the desired signal arrives during the demodulation process of the interference signal, the desired signal can not be demodulated due to the collision. Also in this case, it is necessary to carefully set the reception sensitivity threshold in consideration of the throughput in the BSS to which the own station belongs and the throughput of the entire system including interference to other stations as described above.
本発明は、各BSSの無線環境情報に基づいてBSSにおけるキャリアセンス閾値および受信感度閾値を制御することで、スループットを改善することができる無線通信システム、集中制御局装置および無線局装置を提供することを目的とする。 The present invention provides a wireless communication system, centralized control station apparatus and wireless station apparatus capable of improving throughput by controlling carrier sense threshold and reception sensitivity threshold in BSS based on wireless environment information of each BSS. The purpose is
第1の発明は、CSMA/CAによるアクセス制御により基地局と複数の端末局が通信するBSSが隣接して複数存在し、同一チャネルを使用する各BSS間で干渉電力値を考慮したキャリアセンス閾値制御を行ってから無線通信を行う無線通信システムにおいて、各BSSのうち、集中制御局が制御対象のBSSと制御対象外のBSSがあるときに、集中制御局は、制御対象のBSSから無線環境情報を収集し、その無線環境情報に基づいて、制御対象のBSSにおける制御対象外のBSSからの被干渉電力値が信号を検知できる限界レベルの所定の受信感度閾値未満であり、かつ制御対象のBSSにおける自BSS以外の制御対象のBSSからの被干渉電力値が所定の受信感度閾値以上かつキャリアセンス閾値の上限値未満となるBSSを、キャリアセンス閾値を制御するBSSとして選択する手段を備える。 In the first invention, a plurality of BSSs in which a base station and a plurality of terminal stations communicate with each other by a CSMA / CA access control adjacently exist, and a carrier sense threshold considering interference power values between BSSs using the same channel In a wireless communication system that performs wireless communication after performing control, when there are BSSs to be controlled by the central control station and BSSs not to be controlled among the BSSs, the central control station is controlled from the BSSs to be controlled to the wireless environment Information is collected, and based on the wireless environment information, the interfered power value from the BSS not controlled in the BSS to be controlled is less than the predetermined reception sensitivity threshold of the limit level at which the signal can be detected , and controlled BSS which the interference power value from the BSS of the controlled object other than the own BSS in BSS is less than the upper limit value of a predetermined reception sensitivity threshold or more and the carrier sense threshold Comprises means for selecting as the BSS for controlling the carrier sensing threshold value.
第1の発明の無線通信システムにおいて、集中制御局は、キャリアセンス閾値を制御するBSSの1つを第1のBSSとし、その他を第2のBSSとしたときに、第1のBSSから第2のBSSへの与干渉電力値が第2のBSSにおける干渉基準値以下であり、かつ第2のBSSから第1のBSSへの被干渉電力値がキャリアセンス閾値の上限値未満のときに、第1のBSSに設定するキャリアセンス閾値として、該被干渉電力値を上回りかつキャリアセンス閾値の上限値未満の範囲で算出する手段を備える。 In the wireless communication system of the first invention, when the central control station sets one of the BSSs for controlling the carrier sense threshold as a first BSS and the other as a second BSS, the central control station When the interference power value to the BSS is less than the interference reference value in the second BSS, and the interfered power value from the second BSS to the first BSS is less than the upper limit value of the carrier sense threshold, The carrier sense threshold set in one BSS includes means for calculating in a range above the interfered power value and less than the upper limit value of the carrier sense threshold.
さらに、第1の発明の無線通信システムにおける集中制御局は、第1のBSSのキャリアセンス閾値を算出する際に、第2のBSSとして、第1のBSSとの間の受信電力値に応じて与干渉電力値および被干渉電力値を評価する対象を選択する手段を備える。 Furthermore, in calculating the carrier sense threshold of the first BSS, the central control station in the wireless communication system according to the first aspect of the invention determines, as the second BSS, the received power value with the first BSS. A means is provided for selecting an object to evaluate the given interference power value and the interfered power value.
さらに、第1の発明の無線通信システムにおける集中制御局は、第1のBSSに設定する受信感度閾値として、第2のBSSからの被干渉電力値を上回りかつキャリアセンス閾値以下の範囲で設定する手段を備える。 Furthermore, the central control station in the wireless communication system according to the first invention sets the reception sensitivity threshold to be set to the first BSS in a range exceeding the value of the interfered power from the second BSS and below the carrier sense threshold. Means are provided.
第2の発明は、CSMA/CAによるアクセス制御により基地局と複数の端末局が通信するBSSが隣接して複数存在し、同一チャネルを使用する各BSS間で干渉電力値を考慮したキャリアセンス閾値制御を行ってから無線通信を行う無線通信方法において、各BSSのうち、集中制御局が制御対象のBSSと制御対象外のBSSがあるときに、集中制御局は、制御対象のBSSから無線環境情報を収集し、その無線環境情報に基づいて、制御対象のBSSにおける制御対象外のBSSからの被干渉電力値が信号を検知できる限界レベルの所定の受信感度閾値未満であり、かつ制御対象のBSSにおける自BSS以外の制御対象のBSSからの被干渉電力値が所定の受信感度閾値以上かつキャリアセンス閾値の上限値未満となるBSSを、キャリアセンス閾値を制御するBSSとして選択するステップを有する。
In the second invention, a plurality of BSSs in which a base station and a plurality of terminal stations communicate with each other by a CSMA / CA access control are adjacent to each other, and a carrier sense threshold considering interference power values between BSSs using the same channel In the wireless communication method of performing wireless communication after performing control, when there are BSSs to be controlled by the central control station and BSSs not to be controlled among the BSSs, the central control station is controlled from the BSSs to be controlled to the wireless environment Information is collected, and based on the wireless environment information, the interfered power value from the BSS not controlled in the BSS to be controlled is less than the predetermined reception sensitivity threshold of the limit level at which the signal can be detected , and controlled the BSS which the interference power value from the BSS of the controlled object other than the own BSS in BSS is less than the upper limit value of a predetermined reception sensitivity threshold or more and the carrier sensing threshold value, Comprising the step of selecting as the BSS for controlling the Yariasensu threshold.
第2の発明の無線通信方法において、集中制御局は、キャリアセンス閾値を制御するBSSの1つを第1のBSSとし、その他を第2のBSSとしたときに、第1のBSSから第2のBSSへの与干渉電力値が第2のBSSにおける干渉基準値以下であり、かつ第2のBSSから第1のBSSへの被干渉電力値がキャリアセンス閾値の上限値未満のときに、第1のBSSに設定するキャリアセンス閾値として、該被干渉電力値を上回りかつキャリアセンス閾値の上限値未満の範囲で算出するステップを有する。 In the wireless communication method of the second invention, when the central control station sets one of the BSSs that controls the carrier sense threshold as a first BSS and the other as a second BSS, the central control station When the interference power value to the BSS is less than the interference reference value in the second BSS, and the interfered power value from the second BSS to the first BSS is less than the upper limit value of the carrier sense threshold, A step of calculating as a carrier sense threshold set to one BSS in a range exceeding the interfered power value and less than the upper limit value of the carrier sense threshold is included.
さらに、第2の発明の無線通信方法における集中制御局は、第1のBSSのキャリアセンス閾値を算出する際に、第2のBSSとして、第1のBSSとの間の受信電力値に応じて与干渉電力値および被干渉電力値を評価する対象を選択するステップを有する。 Further, in calculating the carrier sense threshold of the first BSS, the central control station in the wireless communication method according to the second aspect of the invention determines, as the second BSS, the received power value with the first BSS. Selecting an object to evaluate the given interference power value and the interfered power value.
さらに、第2の発明の無線通信方法における集中制御局は、第1のBSSに設定する受信感度閾値として、第2のBSSからの被干渉電力値を上回りかつキャリアセンス閾値以下の範囲で設定するステップを有する。 Furthermore, in the wireless communication method of the second invention, the central control station sets as a reception sensitivity threshold to be set to the first BSS in a range exceeding the value of the interfered power from the second BSS and below the carrier sense threshold. Have steps.
第3の発明は、CSMA/CAによるアクセス制御により基地局と複数の端末局が通信するBSSが隣接して複数存在し、同一チャネルを使用する各BSS間で干渉電力値を考慮したキャリアセンス閾値制御を行ってから無線通信を行う無線通信システムにおいて用いられる集中制御局装置であって、第1の発明の集中制御局を構成する各手段と、各手段で算出したキャリアセンス閾値および受信感度閾値を制御対象のBSSを構成する基地局および端末局に通知する手段とを備える。 In the third invention, a plurality of BSSs in which a base station and a plurality of terminal stations communicate with each other by a CSMA / CA access control are adjacent to each other, and a carrier sense threshold considering interference power values between BSSs using the same channel It is a centralized control station apparatus used in a wireless communication system which performs wireless communication after performing control, and each means constituting the centralized control station of the first invention, and a carrier sense threshold and a reception sensitivity threshold calculated by each means. And a means for notifying a base station and a terminal station that constitute a BSS to be controlled.
第4の発明は、CSMA/CAによるアクセス制御により基地局と複数の端末局が通信するBSSが隣接して複数存在し、同一チャネルを使用する各BSS間で干渉電力値を考慮したキャリアセンス閾値制御を行ってから無線通信を行う無線通信システムにおいて用いられ、各BSSを形成する基地局と複数の端末局を含む無線局装置であって、第3の発明の集中制御局装置と通信する手段と、集中制御局から通知されたキャリアセンス閾値および受信感度閾値を設定してアクセス制御を行う手段とを備える。 In the fourth invention, a plurality of BSSs in which a base station and a plurality of terminal stations communicate with each other by a CSMA / CA access control are adjacent to each other, and a carrier sense threshold considering interference power values between BSSs using the same channel A radio station apparatus that is used in a radio communication system that performs radio communication after performing control and that includes a base station forming each BSS and a plurality of terminal stations, and that communicates with the central control station apparatus of the third invention And means for performing access control by setting the carrier sense threshold and the reception sensitivity threshold notified from the central control station.
本発明は、CSMA/CAによりアクセス制御を行うBSSが密集する環境において、集中制御局が制御対象のBSSのキャリアセンス閾値および受信感度閾値を集中的に制御することにより、被干渉電力値および与干渉電力値を考慮しながらスループットの改善を図ることができる。 According to the present invention, in an environment in which BSSs performing access control by CSMA / CA are concentrated, the centralized control station centrally controls the carrier sense threshold and the reception sensitivity threshold of the BSS to be controlled, thereby providing an interfered power value and Throughput can be improved while considering the interference power value.
図1は、本発明の無線通信システムの実施例構成を示す。
図1において、A個(Aは2以上の整数)の基地局(AP)10−1〜10−Aがあり、基地局10−1は帰属するB個(Bは1以上の整数)の端末局(STA)20−1−1〜20−1−Bと無線通信を行い、以下同様に、基地局10−Aは帰属する端末局(STA)20−A−1〜20−A−Bと無線通信を行う。ここでは、各基地局に帰属する端末局20はB個としているが、各基地局に帰属する端末局は必ずしも同数のB個である必要はない。基地局10−1〜10−Aは、ネットワーク30を介して集中制御局40に接続される。なお、基地局10−1〜10−Aを中心とする円は、後述するキャリアセンス閾値の大きさに応じたキャリアセンス範囲を模式的に示し、実線矢印は基地局と帰属する端末局との間の通信信号、破線矢印は隣接するBSSからの干渉信号を示す。また、BSSを形成する基地局(AP)および端末局(STA)を総称して無線局という。
FIG. 1 shows the configuration of an embodiment of a wireless communication system of the present invention.
In FIG. 1, there are A (A is an integer of 2 or more) base stations (AP) 10-1 to 10-A, and B (B is an integer of 1 or more) terminals to which the base station 10-1 belongs And wirelessly communicate with the stations (STA) 20-1-1 to 20-1-B, and similarly, the base station 10-A communicates with the belonging terminal station (STA) 20-A-1 to 20-AB. Perform wireless communication. Here, the number of
図2は、基地局10、端末局20および集中制御局40の構成例を示す。
図2において、基地局10は、アンテナ素子11、無線通信部12、情報記憶部13、ネットワーク通信部14により構成される。
FIG. 2 shows a configuration example of the
In FIG. 2, the
アンテナ素子11は、端末局20との間で無線信号を送受信する。無線通信部12は、アンテナ素子11に受信した無線信号をベースバンド信号に復調し、誤り訂正およびデータ信号系列への復号などの信号受信処理を行ってネットワーク通信部14へ出力する。また、無線通信部12は、アンテナ素子11が受信した無線信号のRSSIなどの無線環境情報を取得し、基地局10の通信性能情報および通信状況情報を情報記憶部13に記憶し、集中制御局40から通知されたキャリアセンス閾値および受信感度閾値に応じたCSMA/CA制御を行う。また、無線通信部12は、ネットワーク通信部14から端末局20への送信データを入力し、誤り訂正符号化などの信号送信処理を行ってベースバンド信号に変換し、無線信号に変調してアンテナ素子11から送信する。
The antenna element 11 transmits and receives a radio signal to and from the
ネットワーク通信部14は、集中制御局40からネットワーク30を介して受信した送信データおよび制御信号を無線通信部12へ出力する。また、ネットワーク通信部14は、無線通信部12から出力されたデータ信号系列および情報記憶部13から読み出した無線環境情報、通信性能情報、通信状況情報をネットワーク30を介して集中制御局40へ送信する。
The
端末局20は、アンテナ素子21、無線通信部22および情報記憶部23により構成される。
アンテナ素子21は、基地局10との間で無線信号を送受信する。無線通信部22は、アンテナ素子21に受信した無線信号をベースバンド信号に復調し、誤り訂正およびデータ信号系列への復号などの信号受信処理を行う。また、無線通信部22は、アンテナ素子21が受信した無線信号のRSSIなどの無線環境情報を取得し、端末局20の通信性能情報および通信状況情報を情報記憶部23に記憶し、集中制御局40から基地局10を介
して通知されたキャリアセンス閾値および受信感度閾値に応じてCSMA/CA制御を行う。また、無線通信部22は、基地局10への送信データを入力し、誤り訂正符号化などの信号送信処理を行ってベースバンド信号に変換し、無線信号に変調してアンテナ素子21から送信する。
The
The antenna element 21 transmits and receives radio signals to and from the
集中制御局40は、ネットワーク通信部41、キャリアセンス閾値・受信感度閾値算出部42、無線情報データベース43により構成される。
The
ネットワーク通信部41は、ネットワーク30を介して基地局10と通信し、基地局10から無線環境情報、通信性能情報、通信状況情報を取得するための制御信号を送信するとともに、各情報を取得してキャリアセンス閾値・受信感度閾値算出部42に出力する。また、ネットワーク通信部41は、キャリアセンス閾値・受信感度閾値算出部42で算出されたキャリアセンス閾値および受信感度閾値の通知情報をネットワーク30を介して基地局10に送信する。
The
キャリアセンス閾値・受信感度閾値算出部42は、基地局10から無線環境情報、通信性能情報、通信状況情報を取得するための制御信号を生成し、ネットワーク通信部41からネットワーク30を介して基地局10に送信し、ネットワーク通信部41が取得した各情報を入力して無線情報データベース43へ書き込む。また、キャリアセンス閾値・受信感度閾値算出部42は、無線情報データベース43から読み出した各情報に基づき端末局20のキャリアセンス閾値および受信感度閾値を算出し、その結果を無線情報データベース43へ書き込むとともに、ネットワーク通信部41からネットワーク30を介して基地局10に通知し、基地局10がそれぞれ帰属する端末局20に通知する。
The carrier sense threshold / reception sensitivity
無線情報データベース43は、基地局10の無線環境情報、通信性能情報、通信状況情報とを記憶する。また、無線情報データベース43は、キャリアセンス閾値・受信感度閾値算出部42からの読み出し要求を受け、該当情報を返送する。
The
(集中制御局40の処理手順)
図3は、本発明の無線通信システムの集中制御局40の処理手順の概要を示す。
図3において、集中制御局40は、配下の基地局10および端末局20からそれぞれ無線環境情報を収集する(ステップS1)。例えば、集中制御局が、配下の基地局10および端末局20に無線環境情報の収集を指示し、指示を受けた基地局10および端末局20はそれぞれ自局周辺の無線環境情報を取得し、基地局10はネットワーク30を介して集中制御局40へ通知し、端末局20は接続先の基地局10およびネットワーク30を介して集中制御局40へ通知する。ここで、無線環境情報とは、基地局10または端末局20がそれぞれ一定時間無線信号を収集して得られる無線通信環境を示す情報であり、例えば、周辺の無線LAN局から受信する信号のRSSI値、およびMAC(Media Access Control)アドレスなどの送信元固有のID、周辺の無線LANシステム以外で同一周波数帯を使用する機器からの干渉電力値などが挙げられる。また、端末局20は、自局に関する情報としてGPS(Global positioning system )や周辺基地局からのRSSI値などを用いて取得した自局の位置情報や、加速度センサなどを用いて取得した自局の移動速度などを取得し、自局で収集する無線環境情報に加えることもできる。
(Processing procedure of central control station 40)
FIG. 3 shows an outline of the processing procedure of the
In FIG. 3, the
さらに、集中制御局40は、基地局10および端末局20の通信性能情報と通信状態情報とを取得してもよい。
通信性能情報は、基地局10および端末局20が無線通信する際の性能を示す情報であり、無線環境情報と同様、基地局10の通信性能情報は基地局10からネットワーク30を介して取得し、端末局20の通信性能情報は接続先基地局10およびネットワーク30を介して取得する。通信性能情報として、例えば、アンテナ本数(送信または受信を行う
際に用いる最大アンテナ数)、設定可能な帯域幅送信電力、誤り訂正符号(FEC)の種類、MCS(Modulation and coding scheme)、送信ストリーム数、ショートGI(Guard interval)の設定可否、送信ダイバーシチの種類、送信ビームフォーミングの可否とそのウェイトの種類、およびマルチユーザMIMOの可否、A−MSDU/A−MPDUの可否などが挙げられる。
Furthermore, the
The communication performance information is information indicating the performance when the
通信状況情報は、基地局10または端末局20において、通信性能情報の中からある一定時間内で利用しているパラメータ値の全て、またはその全てと利用割合である。一例として、基地局10がある一定時間内に行った通信における次のような情報がある。
・送信アンテナ数を1本用いた場合が 100%である。
・受信アンテナ数を1本用いた場合が 100%である。
・帯域幅80MHzを用いた通信が23%、40MHzを用いた通信が62%、20MHzを用いた通信
が15%である。
・送信電力の設定値が14dBmの時が10%、17dBBmの時が90%である。
・誤り訂正符号が畳込み符号の時が80%、LDPC(Low Dencity Pality Check)符号
の時が20%である。
・MCSインデックスが9の時が10%、8の時が10%、7の時が10%、6の時が12%、
(中略)、1の時が8%である。
・送信ストリーム数が1の時が90%、2の時が10%である。
・ショートGIが 100%無しである。
・送信ダイバーシチが 100%無しである。
・マルチユーザMIMOが 100%行われない。
・A−MPDUアグリゲーション数が1の場合が50%、2の場合が15%、3の場合が10
%、(以下略)である。
The communication status information is the use ratio of all or all of the parameter values used within a certain period of time from the communication performance information in the
• 100% when one transmitting antenna is used.
• 100% when one receiving antenna is used.
・ 23% of communication using 80 MHz bandwidth, 62% of communication using 40 MHz, and 15% of communication using 20 MHz.
The transmission power setting value is 10% at 14 dBm and 90% at 17 dBBm.
The error correction code is 80% when it is a convolutional code and 20% when it is an LDPC (Low Density Pality Check) code.
・ The MCS index is 9 at 10%, 8 at 10%, 7 at 10%, 6 at 12%,
(Omitted), 1 is 8%.
The number of transmission streams is 90% when 1 and 10% when 2.
・ There is no 100% short GI.
-There is no 100% transmission diversity.
・ Multi-user MIMO is not performed 100%.
・ The number of A-MPDU aggregation is 1 in 50%, 2 in 15%, 3 in 10
%, (Abbreviated below).
次に、集中制御局40は、無線環境情報に基づき、配下の端末局20の中からキャリアセンス閾値制御を適用する端末局を抽出して制御端末局20’に設定する(ステップS2)。なお、以下の説明では、各BSSを構成する基地局および端末局のうち、端末局を対象例としてキャリアセンス閾値および受信感度閾値の制御手順について説明する。
Next, the
制御端末局20’は、端末局20のうち、キャリアセンス閾値を変更する機能がない端末局は除外される。また、端末局20の近傍に、端末局20と同一の周波数チャネルで無線通信を行っており、かつ、キャリアセンス閾値を制御していない(できない)他の無線LAN局が存在する場合、送信機会を増加させるため端末局20にキャリアセンス閾値制御を適用すると、他の無線LAN局に対して一方的に干渉を与えてしまい、他の無線LANシステムとの公平な時間棲み分けが難しくなる。それを回避するために、そのような端末局も制御端末局から除外される。また、周辺に同一セル内の無線LAN局しか存在しないような孤立状態では、端末局20のキャリアセンス閾値制御によるスループット向上効果が見込めないので、そのような端末局も制御端末局から除外される。
Among the
次に、集中制御局40は、無線環境情報に基づき、キャリアセンス閾値制御端末20’に対してそれぞれ干渉評価BSSグループを算出する(ステップS3)。
干渉評価BSSグループは、制御端末局20’のそれぞれにおいて、キャリアセンス閾値を算出する際に被干渉評価および与干渉評価を行うBSSの集合であり、制御端末局20’と、集中制御局40の制御配下のBSSとの間のRSSI値によって定めることができる。ここで、BSSと端末局との間のRSSI値の算出方法は、BSSに属する基地局および端末局におけるそれぞれのRSSI値の平均値や重み付け合成値とするか、基地局でのRSSI値とするか、基地局または端末局のRSSI値のうち最大値とすることができる。
Next, the
The interference evaluation BSS group is a set of BSSs that perform interference evaluation and interference evaluation when calculating the carrier sense threshold in each of the
次に、集中制御局40は、無線環境情報に基づき、制御端末局20’それぞれのキャリアセンス閾値を算出する(ステップS4)。
制御端末局20’のキャリアセンス閾値は、送信機会を増やすために、端末局の設定可能な最低キャリアセンス閾値である初期設定値から上げていくが、一方で、キャリアセンス閾値を上げることにより、接続先基地局および同一BSS内の他の端末局からの信号が検出できなくなることは避ける必要がある。すなわち、制御端末局20’のキャリアセンス閾値として、接続先基地局や同一BSS内の他の端末局からの受信電力値よりも高い値に設定すると、接続先基地局や他の端末局が送信している最中にチャネルがアイドルと誤認して送信を開始し、信号の衝突が発生してスループットが低下する。そのため、集中制御局40は、無線環境情報に基づいて制御端末局20’におけるキャリアセンス閾値の上限値を設定し、上限値以下となる範囲において制御端末局20’のキャリアセンス閾値の制御を行う必要がある。
Next, the
The carrier sense threshold of the control terminal station 20 'is increased from the initial set value, which is the lowest carrier sense threshold that can be set by the terminal station, in order to increase the transmission opportunity. It is necessary to avoid that the signal from the destination base station and other terminals in the same BSS can not be detected. That is, if the carrier sense threshold of the control terminal station 20 'is set to a value higher than the reception power value from the connection destination base station or another terminal station in the same BSS, the connection destination base station or another terminal station transmits In the midst of doing so, the channel misinterprets as idle and starts transmission, causing a signal collision and reducing throughput. Therefore, the
また、制御端末局20’の送信機会を増やすためにキャリアセンス閾値を高い値に設定すると、制御端末局20’の送信機会が増えることによる他のBSSへの干渉が増大する要因にもなる。そのため、制御端末局20’が帰属するBSSおよび他のBSSへの干渉(与干渉)を考慮してキャリアセンス閾値を適宜調整する必要がある。 Also, setting the carrier sense threshold to a high value in order to increase the transmission opportunity of the control terminal station 20 'causes an increase in the interference to other BSSs due to the increase of the transmission opportunity of the control terminal station 20'. Therefore, it is necessary to adjust the carrier sense threshold appropriately in consideration of interference (interference interference) with the BSS to which the control terminal station 20 'belongs and other BSSs.
次に、集中制御局40は、無線環境情報および前段で算出したキャリアセンス閾値に基づき、制御端末局20’それぞれの受信感度閾値を算出する(ステップS5)。
Next, the
次に、集中制御局40は、制御端末局20’に対して新たに算出したキャリアセンス閾値および受信感度閾値を通知し(ステップS6)、処理を終了する。集中制御局40から通知を受けた制御端末局20’は、自局のキャリアセンス閾値および受信感度閾値を更新する。
Next, the
(S2:集中制御局40における制御端末局20’の設定)
図4は、集中制御局40における制御端末局20’の設定手順例を示す。
図4において、集中制御局40は制御対象の端末局20の中から、未判定の端末局を1台を選択して判定対象端末局20pとする(ステップS21)。
(S2: setting of control terminal station 20 'in central control station 40)
FIG. 4 shows an example of a setting procedure of the control terminal station 20 'in the
In FIG. 4, the
次に、判定対象端末局20pの通信性能情報に基づいて、判定対象端末局20pがキャリアセンス閾値の設定変更が可能か否かを判定する(ステップS22)。ここで、設定変更が可能である場合は、次に集中制御局40の制御対象の基地局および端末局のMACアドレス情報、および判定対象端末局20pにおける無線環境情報に基づき、判定対象端末局20pにおいて集中制御局40の制御対象外の無線局からの被干渉電力値が閾値未満か否かを判定する(ステップS23)。なお、ここで用いる被干渉電力値としては、複数の制御対象外の無線局からの最大干渉電力値や、平均干渉電力値などを用いることができる。また、閾値はあらかじめ定めた値として、例えば無線LANの最低受信感度値や、その値にマージンを加えた値を設定することができる。
Next, based on the communication performance information of the determination target terminal station 20p, it is determined whether the determination target terminal station 20p can change the setting of the carrier sense threshold (step S22). Here, when the setting change is possible, next, based on the MAC address information of the control target base station and the terminal station of the
制御対象外の無線局からの被干渉電力値が閾値未満であれば、制御対象の基地局および端末局のMACアドレス情報、および判定対象端末局20pにおける無線環境情報に基づき、判定対象端末局20pが属するBSS以外で集中制御局40の制御対象の基地局および端末局からの被干渉電力値が閾値未満か否かを判定する(ステップS24)。例えば図1において、判定対象端末局20pが基地局10−1に帰属する端末局20−1−1としたときに、基地局10−2,10−3およびそれぞれ帰属する端末局からの被干渉電力値を判定する。なお、ここで用いる被干渉電力値としては、制御対象の基地局および端末局からの干渉電力の最大値や、平均値などを用いることができる。また、閾値はあらかじめ定めた値として、例えば無線LANで設定可能な最大キャリアセンス閾値や、無線機の性能
により設定可能な最大値や、その値にマージンを加えた値を設定することができる。
If the interference power value from the radio station not to be controlled is less than the threshold, the terminal station 20p to be judged based on the MAC address information of the base station and terminal station to be controlled and the radio environment information in the terminal station 20p to be judged. It is determined whether the interfered power value from the base station to be controlled by the
制御対象の基地局または端末局からの被干渉電力値が閾値未満であれば、判定対象端末局20pを制御端末局20’として設定する(ステップS25)。 If the interference power value from the base station or terminal station to be controlled is less than the threshold, the terminal station 20p to be determined is set as the control terminal station 20 '(step S25).
一方、ステップS22でキャリアセンス閾値の設定変更が不可と判定された端末局、ステップS23で制御対象外の無線局からの被干渉電力値が閾値以上と判定された端末局、ステップS24で制御対象の基地局または端末局からの被干渉電力値が閾値以上と判定された端末局は、送信機会を増やすためにキャリアセンス閾値を上げてもスループット改善に寄与しないので制御端末局として設定しない。 On the other hand, a terminal station determined that the setting change of the carrier sense threshold can not be made in step S22, a terminal station in which the interfered power value from a wireless station not controlled is determined to be equal to or more than the threshold in step S23, a control target in step S24. A terminal station whose interference power value from the base station or terminal station is determined to be equal to or higher than the threshold is not set as a control terminal station because raising the carrier sense threshold to increase transmission opportunities does not contribute to throughput improvement.
そして、全ての端末局について判定済みとなるまでステップS21〜S25の処理を行い(ステップS26)、集中制御局40は制御対象の端末局20の中から制御端末局20’を絞り込んだ上で処理を終了する。
Then, the processing of steps S21 to S25 is performed until all the terminal stations have been determined (step S26), and the
(S4:制御端末局20’のキャリアセンス閾値の算出)
図5は、制御端末局20’のキャリアセンス閾値の算出手順例を示す。
(S4: Calculation of carrier sense threshold of control terminal station 20 ')
FIG. 5 shows an example of the procedure for calculating the carrier sense threshold of the control terminal station 20 '.
図5において、集中制御局40は、無線環境情報に基づいて、各制御端末局20’のキャリアセンス閾値の上限値を算出する(ステップS31)。ここで、上限値は、制御端末局20’のそれぞれにおいて、自BSS内で自局を除く端末局20および接続先基地局10からの受信電力値(RSSI値)のうちの最小値、もしくはその値にマージンが設定されたものとなる。
In FIG. 5, the
次に、無線環境情報に基づいて、キャリアセンス閾値未算出の制御端末局20’を1台選択し、算出対象制御局20'sとする(ステップS32)。算出対象制御局20'sの選択基準としては、例えば、接続先基地局からのRSSI値が大きいこと、または干渉評価BSSグループのBSS数が大きい/小さいこと、または干渉評価BSSグループのBSSとの間の干渉電力値が小さいことなどが考えられる。
Next, based on the wireless environment information, one control terminal station 20 'whose carrier sense threshold value is not calculated is selected, and is set as a calculation
集中制御局40は、算出対象制御局20'sの干渉評価BSSグループに含まれるBSSのうち、未判定かつ算出対象制御局20'sからの与干渉電力値が最小となるBSSを1つ選択する(ステップS33)。
The
次に、算出対象制御局20'sからの与干渉電力値が最小のBSSにおいて、その与干渉電力値が干渉基準値以下か否かを判定する(ステップS34)。ここでの干渉基準値としては、例えば算出対象制御局20'sからの干渉を受けたとしてもBSSに含まれるいずれの端末局からも受信が可能な値として設定でき、選択したBSSに含まれる基地局、および端末局での算出対象制御局20'sからのRSSI値の最大値や平均値、重み付け合成値として算出できる。したがって、干渉評価BSSにおける与干渉電力値の最小値が干渉基準値を超えていれば、当該算出対象制御局20'sのキャリアセンス閾値の制御は行わず、次の算出対象制御局の選択に入る(ステップS38→S32)。
Next, in the BSS where the interference power value from the calculation
一方、算出対象制御局20'sが選択したBSSへの与干渉電力値が干渉基準値以下であれば、そのBSSからの被干渉電力値が算出対象制御局20'sのキャリアセンス閾値の上限値未満か否かを判定する(ステップS35)。ここで、BSSからの被干渉電力値が上限値以上であれば(S35:No)、算出対象制御局20'sのキャリアセンス閾値を上げても無駄なので、当該算出対象制御局20'sのキャリアセンス閾値の制御は行わず、次の算出対象制御局の選択に入る(ステップS38→S32)。
On the other hand, if the interference power value to the BSS selected by the calculation
一方、被干渉電力値がキャリアセンス閾値の上限値未満であれば、算出対象制御局20'sのキャリアセンス閾値として、上限値を超えない範囲で選択したBSSからの被干渉電力値を上回る値に更新する(ステップS36)。
On the other hand, if the interfered power value is less than the upper limit value of the carrier sense threshold value, the carrier sense threshold value of the calculation
次に、算出対象制御局20'sにおける全ての干渉評価BSSに対して、キャリアセンス閾値の更新を判定したか否かを判定し(ステップS37)、未判定のBSSがあればステップS33へ戻り、ステップS34,S35の判定を行う。全ての干渉評価BSSについて判定済みとなるか、ステップS34,S35の判定で「No」となった場合には、全ての制御端末局20’のキャリアセンス閾値を算出したか否かを判定し(ステップS38)、未算出の制御端末局20’があればステップS32に戻って次の算出対象制御局20'sの選択を行い、算出済みであれば処理を終了する。
Next, it is determined whether or not updating of the carrier sense threshold has been determined for all interference evaluation BSSs in the calculation
以上の処理により、制御端末局20’が周辺のBSSへの与干渉電力を一定以下に抑えつつ、制御端末局20’のキャリアセンス閾値を上げ、送信機会を増加させてスループットを向上させることができる。また、キャリアセンス閾値制御を行わなかった端末局20においても、同一BSS内の制御端末局20’が占有する送信時間が短縮され、自局の送信時間を増加できるため、同じくスループット向上効果が期待できる。
Through the above process, while the control terminal station 20 'suppresses the interference power to the surrounding BSSs to a certain level or less, the carrier sense threshold of the control terminal station 20' is increased to increase the transmission opportunity and improve the throughput. it can. Further, even in the
(S3:干渉評価BSSグループの生成)
図3のステップS3では、制御端末局20’のキャリアセンス閾値を算出する際の干渉評価BSSグループの生成を行い、キャリアセンス閾値の算出は干渉評価BSSグループ毎にそれぞれ行う。
(S3: Generation of interference evaluation BSS group)
In step S3 of FIG. 3, an interference evaluation BSS group is generated when calculating the carrier sense threshold of the control terminal station 20 ', and calculation of the carrier sense threshold is performed for each interference evaluation BSS group.
以下、干渉評価BSSグループの生成方法について説明する。干渉評価BSSグループは、制御端末局が含まれるBSSを、キャリアセンス閾値制御を適用する単位として1つ以上のグループに分割したものであり、干渉評価BSS間の干渉電力値に基づいて設定される。干渉評価BSSグループ内のBSS同士においては、端末局におけるキャリアセンス閾値の設定初期値では、CSMA/CAによってBSS間で互いに同時通信を行えず、通信機会の低下が生じており、端末局のキャリアセンス閾値によって通信機会を増加させることにより、スループットの向上を得られる機会があるようなBSS同士を選択し、干渉評価BSSグループを生成する。 Hereinafter, a method of generating an interference evaluation BSS group will be described. The interference evaluation BSS group is obtained by dividing the BSS including the control terminal into one or more groups as a unit to which carrier sense threshold control is applied, and is set based on the interference power value between the interference evaluation BSSs. . With the BSSs in the interference evaluation BSS group, simultaneous setting can not be performed simultaneously between the BSSs by the CSMA / CA by the setting initial value of the carrier sense threshold in the terminal station, and the communication opportunity is lowered, and the carrier of the terminal station By increasing communication opportunities by sense thresholds, BSSs that have opportunities to obtain an improvement in throughput are selected to generate an interference evaluation BSS group.
図6は、干渉評価BSSグループの生成手順例を示す。
図6において、まず、集中制御局40は無線環境情報に基づき、全てのBSSの中から任意の2つのBSS間の干渉電力値についてそれぞれ、最低閾値PL 未満、または最大閾値PH 以上となるBSS間の干渉電力値を除外する(ステップS41)。最低閾値PL は、BSS間の干渉電力値が小さく、BSS間で同時通信が既に可能であり、集中制御局40の制御対象端末局でキャリアセンス閾値制御を適用しても通信機会の増加効果が得られないようなBSS間の干渉電力値を処理から外すためであり、PL は例えば端末局におけるキャリアセンス閾値の初期値で与えられる。また、PH はBSS間の干渉電力値が高く、集中制御局40の制御対象端末局でキャリアセンス閾値制御を適用してもBSS間での同時通信が行えず、通信機会の増加効果が得られないようなBSS間の干渉電力値を処理から外すためであり、PH は例えば端末局におけるキャリアセンス閾値の最大値で与えられる。
FIG. 6 shows an example of a procedure for generating an interference evaluation BSS group.
6, first, the
次に、2つのBSS間で最小の干渉電力値を選択し、その2つのBSSα、BSSβを選択する(ステップS42)。次に、BSSα、BSSβの両方が干渉評価BSSグループに所属しているか否かを判定し(ステップS43)、両方とも所属する場合はステップS52へ進み、少なくとも一方のBSSが干渉評価BSSグループに所属しない場合は、無線環境情報に基づき、BSSα、BSSβのうち一方が干渉評価BSSグループに所属するか
否かを判定する(ステップS44)。
Next, the smallest interference power value is selected between the two BSSs, and the two BSSα and BSSβ are selected (step S42). Next, it is determined whether or not both BSSα and BSSβ belong to the interference evaluation BSS group (step S43). If they both belong, the process proceeds to step S52, and at least one BSS belongs to the interference evaluation BSS group If not, it is determined whether or not one of BSSα and BSSβ belongs to the interference evaluation BSS group based on the wireless environment information (step S44).
ここで、BSSα,BSSβのうち一方が干渉評価BSSグループに所属する場合は、ここではBSSαが所属する干渉評価BSSグループj内のBSS群と、BSSグループjに所属しないBSSβとの間との平均干渉電力値を算出する(ステップS45)。次に、算出した平均干渉電力値が閾値PB 未満か否かを判定する(ステップS46)。ここで、閾値PB 以上であればステップS52へ進み、閾値PB 未満であれば、干渉評価BSSグループjに含まれるBSS数が干渉評価BSSグループに所属可能な限界BSS数である閾値未満か否かを判定する(ステップS47)。ここで、閾値以上であればステップS52へ進み、閾値未満であれば、BSSβを干渉評価BSSグループjへ加え(ステップS48)、ステップS52へ進む。 Here, when one of BSSα and BSSβ belongs to the interference evaluation BSS group, here, the average between the BSSs in the interference evaluation BSS group j to which BSSα belongs and the BSSβ not belonging to BSS group j. An interference power value is calculated (step S45). Then, the calculated average interference power value determines whether less than the threshold value P B (step S46). Here, if the threshold value P B or the process proceeds to step S52, if it is less than the threshold value P B, less than or BSS number included in the interference evaluation BSS group j is the limit BSS number of possible belong to interference evaluation BSS group threshold It is determined whether or not it is (step S47). Here, if it is equal to or more than the threshold value, the process proceeds to step S52, and if less than the threshold value, BSS is added to the interference evaluation BSS group j (step S48), and the process proceeds to step S52.
ステップS44において、BSSα,BSSβのどちらも干渉評価BSSグループに所属しない場合は、BSSα,BSSβ間の平均干渉電力値が閾値PB 未満か否かを判定する(ステップS49)。ここで、閾値PB 以上であればステップS52へ進み、閾値PB 未満であればBSSα、BSSβで新たに干渉評価BSSグループiを生成する(ステップS50)。そして、i=i+1とし(ステップS51)、ステップS52へ進む。 If neither BSSα nor BSSβ belongs to the interference evaluation BSS group in step S44, it is determined whether the average interference power value between BSSα and BSSβ is less than the threshold value P B (step S49). Here, the process proceeds to step S52 if the threshold value P B above, if it is less than the threshold value P B BSSarufa, generating a new interference evaluation BSS group i in BSSbeta (step S50). Then, i is set to i + 1 (step S51), and the process proceeds to step S52.
ステップS52では、全ての干渉評価BSSの中から任意の2つのBSS間の干渉電力値が、全て判定済みか否かを判定し、判定済みでなければステップS42へ戻り、全て判定済みであれば処理を終了する。 In step S52, it is determined whether or not the interference power value between any two BSSs among all the interference evaluation BSSs has already been determined, and if not determined, the process returns to step S42, and if all have been determined End the process.
(S5:制御端末局20’の受信感度閾値の設定)
図7は、制御端末局20’の受信感度閾値の設定手順例を示す。
図7において、集中制御局40は、図5に示す算出手順によりキャリアセンス閾値を更新した制御端末局20’の中から、受信感度閾値が未設定の1台を選択して設定対象端末局20'tとする(ステップS61)。
(S5: setting of reception sensitivity threshold of control terminal station 20 ')
FIG. 7 shows an example of a setting procedure of the reception sensitivity threshold of the control terminal station 20 '.
In FIG. 7, the
次に、設定対象端末局20'tの通信性能情報に基づいて、設定対象端末局20'tが受信感度閾値の設定変更が可能か否かを判定する(ステップS62)。ここで、設定変更が可能である場合は、受信感度閾値がキャリアセンス閾値より小さいか否かを判定する(S63)。受信感度閾値がキャリアセンス閾値より小さい場合は、受信感度閾値とキャリアセンス閾値(CCA−SD)との間に、自BSS以外の制御対象BSSからの干渉電力値を1つ以上検出するか否かを判定する(S64)。受信感度閾値とキャリアセンス閾値(CCA−SD)との間に干渉電力値が存在していれば、設定対象端末局20'tの受信感度閾値として、干渉電力値を上回り、かつキャリアセンス閾値以下に設定する(S65)。
Next, based on the communication performance information of the setting
次に、全ての制御端末局20’について設定済みとなるまでステップS61〜S65の処理を行い(ステップS66)、全ての制御端末局20’に対して受信感度閾値の設定処理を行う。 Next, the processing of steps S61 to S65 is performed until all control terminal stations 20 'have been set (step S66), and the reception sensitivity threshold setting processing is performed for all control terminal stations 20'.
その他、無線環境情報を取得する際に、周辺の他無線LANシステムの基地局における信号を送信時の送信電力設定値や送信アンテナ本数、送信ビームフォーミングの有無などを併せて得ることができれば、送信電力制御による干渉量の増減が推測でき、キャリアセンス閾値の設定に有効である。例えば、最大送信電力の半分(50%値)で送信している基地局がいた場合、その基地局から受信した信号の測定RSSI値は、最大送信電力で送信した場合は、その測定RSSI値よりも3dB大きくなることが予想されるため、その3dBも考慮してキャリアセンス閾値を設定することができる。 In addition, if it is possible to obtain the transmission power setting value at the time of transmitting a signal at the base station of another wireless LAN system in the vicinity, the number of transmission antennas, the presence or absence of transmission beamforming, etc. An increase or decrease in the amount of interference due to power control can be estimated, which is effective for setting a carrier sense threshold. For example, if there is a base station transmitting at half the maximum transmission power (50% value), the measured RSSI value of the signal received from that base station will be measured from the measured RSSI value when transmitted at the maximum transmission power. Since it is also expected to increase by 3 dB, the carrier sense threshold can be set in consideration of the 3 dB.
また、突発的なシステム内外の干渉信号により、通信品質に影響を与える恐れがあるた
め、キャリアセンス閾値の設定マージンをM(M>0)dBだけ設定しておくことも有効である。さらに、これまでのRSSI値、およびパケット誤り率(PER)などの無線環境情報を、通信性能情報、通信状態情報のうち少なくとも一つと関連付けて集中制御局の無線情報データベース43に蓄積しておくことで、最適なキャリアセンス閾値設定を経験的に把握することができる。また、それをキャリアセンス閾値テーブルとして集中制御局に保持することで、新たにRSSI値などの無線環境情報が得られた際には、その値に最適なキャリアセンス閾値をキャリアセンス閾値テーブルから抽出し、設定することができる。
In addition, since there is a risk that communication quality may be affected by sudden interference signals inside and outside the system, it is also effective to set the setting margin of the carrier sense threshold by M (M> 0) dB. Further, the radio environment information such as the RSSI value and the packet error rate (PER) so far is stored in the
10 基地局(AP)
11 アンテナ素子
12 無線通信部
13 情報記憶部
14 ネットワーク通信部
20 端末局(STA)
21 無線通信部
22 情報記憶部
30 ネットワーク
40 集中制御局
41 ネットワーク通信部
42 キャリアセンス閾値・受信感度閾値算出部
43 無線情報データベース
10 base stations (AP)
11
Reference Signs List 21
Claims (10)
前記各BSSのうち、集中制御局が制御対象のBSSと制御対象外のBSSがあるときに、
前記集中制御局は、前記制御対象のBSSから無線環境情報を収集し、その無線環境情報に基づいて、前記制御対象のBSSにおける前記制御対象外のBSSからの被干渉電力値が信号を検知できる限界レベルの所定の受信感度閾値未満であり、かつ前記制御対象のBSSにおける自BSS以外の前記制御対象のBSSからの被干渉電力値が前記所定の受信感度閾値以上かつキャリアセンス閾値の上限値未満となるBSSを、前記キャリアセンス閾値を制御するBSSとして選択する手段を備えた
ことを特徴とする無線通信システム。 There are multiple Basic Service Sets (BSSs) in which a base station and multiple terminal stations communicate with each other by access control based on Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance (CSMA / CA), and interference occurs between BSSs using the same channel. In a wireless communication system that performs wireless communication after performing carrier sense threshold control considering power values,
When there are BSSs to be controlled by the central control station and BSSs not to be controlled among the BSSs,
The centralized control station collects radio environment information from the BSS to be controlled, and based on the radio environment information, an interference power value from the BSS not to be controlled in the BSS to be controlled can detect a signal. It is less than the predetermined reception sensitivity threshold of the limit level , and the interfered power value from the BSSs of the control object other than the own BSS in the BSS to be controlled is not less than the predetermined reception sensitivity threshold and less than the upper limit of the carrier sense threshold. A wireless communication system, comprising: means for selecting a BSS as a BSS to control the carrier sense threshold.
前記集中制御局は、前記キャリアセンス閾値を制御するBSSの1つを第1のBSSとし、その他を第2のBSSとしたときに、第1のBSSから第2のBSSへの与干渉電力値が第2のBSSにおける干渉基準値以下であり、かつ第2のBSSから第1のBSSへの被干渉電力値が前記キャリアセンス閾値の上限値未満のときに、第1のBSSに設定するキャリアセンス閾値として、該被干渉電力値を上回りかつキャリアセンス閾値の上限値未満の範囲で算出する手段を備えた
ことを特徴とする無線通信システム。 In the wireless communication system according to claim 1,
When the central control station sets one of the BSSs controlling the carrier sense threshold as a first BSS and the other as a second BSS, an interference power value from the first BSS to the second BSS Is less than or equal to the interference reference value in the second BSS, and the carrier power to be set to the first BSS when the interfered power value from the second BSS to the first BSS is less than the upper limit value of the carrier sense threshold A wireless communication system comprising: means for calculating as a sense threshold value in a range above the interfered power value and less than the upper limit value of the carrier sense threshold value.
前記集中制御局は、前記第1のBSSのキャリアセンス閾値を算出する際に、前記第2のBSSとして、前記第1のBSSとの間の受信電力値に応じて前記与干渉電力値および前記被干渉電力値を評価する対象を選択する手段を備えた
ことを特徴とする無線通信システム。 In the wireless communication system according to claim 2,
When the centralized control station calculates the carrier sense threshold of the first BSS, the interference power value and the interference power value are determined as the second BSS according to the received power value with the first BSS. A wireless communication system comprising: means for selecting an object to evaluate an interfered power value.
前記集中制御局は、前記第1のBSSに設定する受信感度閾値として、前記第2のBSSからの被干渉電力値を上回りかつ前記キャリアセンス閾値以下の範囲で設定する手段を備えた
ことを特徴とする無線通信システム。 In the wireless communication system according to claim 2,
The centralized control station is characterized by comprising means for setting, as a reception sensitivity threshold to be set to the first BSS, a range exceeding the value of the interfered power from the second BSS and not more than the carrier sense threshold. Wireless communication system.
前記各BSSのうち、集中制御局が制御対象のBSSと制御対象外のBSSがあるときに、
前記集中制御局は、前記制御対象のBSSから無線環境情報を収集し、その無線環境情報に基づいて、前記制御対象のBSSにおける前記制御対象外のBSSからの被干渉電力値が信号を検知できる限界レベルの所定の受信感度閾値未満であり、かつ前記制御対象のBSSにおける自BSS以外の前記制御対象のBSSからの被干渉電力値が前記所定の受信感度閾値以上かつキャリアセンス閾値の上限値未満となるBSSを、前記キャリアセンス閾値を制御するBSSとして選択するステップを有する
ことを特徴とする無線通信方法。 There are multiple Basic Service Sets (BSSs) in which a base station and multiple terminal stations communicate with each other by access control based on Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance (CSMA / CA), and interference occurs between BSSs using the same channel. In a wireless communication method for performing wireless communication after performing carrier sense threshold control in consideration of a power value,
When there are BSSs to be controlled by the central control station and BSSs not to be controlled among the BSSs,
The centralized control station collects radio environment information from the BSS to be controlled, and based on the radio environment information, an interference power value from the BSS not to be controlled in the BSS to be controlled can detect a signal. It is less than the predetermined reception sensitivity threshold of the limit level , and the interfered power value from the BSSs of the control object other than the own BSS in the BSS to be controlled is not less than the predetermined reception sensitivity threshold and less than the upper limit of the carrier sense threshold. A wireless communication method, comprising the steps of: selecting a BSS as a BSS to control the carrier sense threshold.
前記集中制御局は、前記キャリアセンス閾値を制御するBSSの1つを第1のBSSとし、その他を第2のBSSとしたときに、第1のBSSから第2のBSSへの与干渉電力値が第2のBSSにおける干渉基準値以下であり、かつ第2のBSSから第1のBSSへの被干渉電力値が前記キャリアセンス閾値の上限値未満のときに、第1のBSSに設定するキャリアセンス閾値として、該被干渉電力値を上回りかつキャリアセンス閾値の上限値未満の範囲で算出するステップを有する
ことを特徴とする無線通信方法。 In the wireless communication method according to claim 5,
When the central control station sets one of the BSSs controlling the carrier sense threshold as a first BSS and the other as a second BSS, an interference power value from the first BSS to the second BSS Is less than or equal to the interference reference value in the second BSS, and the carrier power to be set to the first BSS when the interfered power value from the second BSS to the first BSS is less than the upper limit value of the carrier sense threshold A wireless communication method comprising: calculating as a sense threshold in a range above the interfered power value and less than the upper limit of the carrier sense threshold.
前記集中制御局は、前記第1のBSSのキャリアセンス閾値を算出する際に、前記第2のBSSとして、前記第1のBSSとの間の受信電力値に応じて前記与干渉電力値および前記被干渉電力値を評価する対象を選択するステップを有する
ことを特徴とする無線通信方法。 In the wireless communication method according to claim 6,
When the centralized control station calculates the carrier sense threshold of the first BSS, the interference power value and the interference power value are determined as the second BSS according to the received power value with the first BSS. A wireless communication method comprising the steps of: selecting an object to evaluate an interfered power value.
前記集中制御局は、前記第1のBSSに設定する受信感度閾値として、前記第2のBSSからの被干渉電力値を上回りかつ前記キャリアセンス閾値以下の範囲で設定するステップを有する
ことを特徴とする無線通信方法。 In the wireless communication method according to claim 6,
The centralized control station has a step of setting as a reception sensitivity threshold to be set to the first BSS in a range exceeding an interfered power value from the second BSS and not more than the carrier sense threshold.
Wireless communication method characterized in that
請求項1〜請求項4に記載の各手段と、
前記各手段で算出した前記キャリアセンス閾値および前記受信感度閾値を前記制御対象のBSSを構成する基地局および端末局に通知する手段と
を備えたことを特徴とする集中制御局装置。 There are multiple Basic Service Sets (BSSs) in which a base station and multiple terminal stations communicate with each other by access control based on Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance (CSMA / CA), and interference occurs between BSSs using the same channel. A centralized control station apparatus used in a wireless communication system that performs wireless communication after performing carrier sense threshold control in consideration of a power value,
Each means according to claims 1 to 4;
A central control station apparatus comprising: a base station that constitutes the BSS to be controlled, and means for notifying a terminal station of the carrier sense threshold and the reception sensitivity threshold calculated by each of the means.
請求項9に記載の前記集中制御局装置と通信する手段と、
前記集中制御局から通知された前記キャリアセンス閾値および前記受信感度閾値を設定して前記アクセス制御を行う手段と
を備えたことを特徴とする無線局装置。 There are multiple Basic Service Sets (BSSs) in which a base station and multiple terminal stations communicate with each other by access control based on Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance (CSMA / CA), and interference occurs between BSSs using the same channel. A radio station apparatus including: the base station forming each BSS and a plurality of terminal stations, which is used in a radio communication system that performs radio communication after performing carrier sense threshold control in consideration of a power value,
A means for communicating with the central control station apparatus according to claim 9;
And a means for setting the carrier sense threshold value notified from the central control station and the reception sensitivity threshold value to perform the access control.
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