JP7097527B2 - 無線lan通信システム、アップリンク制御方法および無線制御装置 - Google Patents
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Description
図16において、AP1とAP2は同一チャネルを利用する無線LAN基地局である。各APの周りの円形の範囲は電波到達範囲となる。その電波到達範囲が重なるところが電波干渉地帯となる。また、STA#1とSTA#2はAP1に帰属する端末である。ここで、AP1とAP2は、互いの電波到達範囲外にあって隠れ端末の関係にあり、STA#1が受信時さらされ状態を想定している。この状態でAP1とAP2がMU伝送を行うために、トリガーフレーム(TRG)をそれぞれ帰属する端末に向けて送信すると、STA#1においてAP1のトリガーフレームとAP2のトリガーフレームとの衝突が発生する。そうなるとSTA#1ではAP1のトリガーフレームを受信できず、上りデータフレームを送信できなくなる。
図17において、AP1から、帰属するSTA#1~STA#3に対してトリガーフレームを送信し、端末側の送信タイミングや使用する周波数帯を通知する。それぞれの端末は、受信したトリガーフレームの情報をもとにデータフレームを送信することでMU伝送を実現する。しかし、図16に示すように、同一チャネルのAPの高密度環境では、受信さらされ状態となる端末でトリガーフレームの衝突が発生すると、端末はデータを送信することができない。したがって、同一チャネルのAPの高密度環境において上り方向の伝送効率を高めるためには、制御フレーム(トリガーフレームやデータフレーム)の衝突を防ぐ必要がある。
図1において、AP1~AP9の無線LAN基地局と、それぞれの電波到達範囲を円で示す。ここでは、隣接するAPの電波到達範囲の一部がオーバーラップして電波干渉地帯となる。よって、1つ離れたAP同士、例えばAP1,AP3,AP5,AP7,AP9は、それぞれ電波到達範囲外のBSS同士であるため同一グループとする。同様に、AP2,AP4,AP6,AP8もそれぞれ電波到達範囲外のBSS同士であるため同一グループとする。
図2において、AP1~AP3は同一チャネルを利用する無線LAN基地局であり、STA#1とSTA#2はAP1に帰属する無線LAN端末である。AP1~AP3は、互いの電波到達範囲外にあって隠れ端末の関係にあり、STA#1が受信時さらされ状態を想定している。この状態でAP1~AP3がMU伝送を行うために、本発明ではAP1とAP3をグループ1、AP2をグループ2とし、それぞれのグループに対してラウンドロビンにより順番にチャネルアクセスを許可する。例えば、グループ1がチャネルアクセス可能な時間帯には、グループ1に属するすべての無線LAN基地局(ここではAP1,AP3)がチャネルアクセス可能となる。AP1がトリガーフレームを帰属するSTA#1,STA#2に向けて送信するとき、AP3が送信するトリガーフレームは電波到達範囲外であり、AP2はトリガーフレームの送信を行わないので衝突することはない。グループ2がチャネルアクセス可能な時間帯には、グループ2に属するすべての無線LAN基地局(ここではAP2)がチャネルアクセス可能となる。
図3において、AP20とSTA30は無線LANで接続される。AP20と無線制御装置10は有線ケーブルで接続される。STA30と無線制御装置10は、AP20を介して接続されるとともに、モバイル回線およびインターネットを介して接続される。無線制御装置10には、AP20における周辺AP情報(RSSI)が収集されるとともに、STA30における周辺AP情報(RSSI)および周辺STA情報(RSSI)がAP20またはモバイル回線を介して収集される。
図4において、無線制御装置10は、AP制御部11、無線情報収集部12、無線情報データベース部13、接続I/F部14により構成される。AP制御部11は、グルーピング計算部111およびスケジューリング計算部112を含む。接続I/F部14は、各APとの接続やインターネットを介して各STAとの接続を行う。
図5において、AP20は、制御部21、接続I/F部22、アンテナ23、無線処理部24により構成される。制御部21は、無線情報取得部211および無線情報通知部212を含む。制御部21の無線情報取得部211は、他のAPや帰属STAからの無線情報を収集する。無線情報通知部212は、取得した無線情報を無線制御装置10へ送信する。制御部21では、無線制御装置10から制御パラメータ(チャネルアクセスのスケジュール等)を受信し、チャネルアクセスの制御を行う。
図6において、STA30は、制御部31、アンテナ32,33、無線処理部34により構成される。制御部31は、無線情報取得部311および無線情報通知部312を含む。制御部31の無線情報取得部311は、他のAPや帰属STAからの無線情報を収集する。無線情報通知部312は、取得した無線情報を無線制御装置10へ送信する。
図7において、まず、UL-MU伝送制御の有無を無線制御装置10に設定する(S1)。UL-MU伝送制御を行う場合は、無線情報収集(S2)、グルーピング計算(S3)、スケジューリング計算(S4)の順で処理を行う。UL-MU伝送制御を停止させる場合は、無線制御装置10での制御をオフにすることで(S5,No)、スケジューリング計算部112での処理が停止し、全体の処理が終了する。
図8において、無線制御装置10のAP制御部11のグルーピング計算部111は、無線情報データベース部13から収集した無線情報を取り出し、干渉リストを作成する(S31)。次に、階層クラスター分析手法を用いてAPをグルーピングする(S32)。
図9(1) の干渉リストは、各APから収集した周辺AP情報(RSSI)を元に作成する例である。図9(2) の干渉リストは、各STAから収集した周辺AP情報(RSSI)のうち、APに帰属するSTAからの周辺AP情報(RSSI)で最大のものをAPm とAPn の干渉とする例である。図9(3) の干渉リストは、各STAから収集した周辺STA情報(RSSI)のうち、APに帰属するSTAからの周辺STA情報(RSSI)で最大のものをAPm とAPn の干渉とする例である。この例(2),(3) の干渉リストから、例(1) の干渉リストを作成してもよい。
図10において、AP1~AP5間の干渉リストを元に、RSSI値が小さいAP同士を順次グルーピングしていく。まず、AP1とAP2をクラスター(CL)1とする。
APランダムグルーピング手法では、対象のグループ内のすべてのAPと、ランダムに抽出した対象のグループ外の1つのAPが電波到達範囲外か否かを判別し、グループに追加するか否かを実行する。ここで、nはグループ番号、mはAP番号とし、Group(n)はグループ番号nを構成するAP群とする。
(2) 最初のグループを作成し、その中にランダムに選んだAPを所属させる。
(3) そのグループ全体の電波到達範囲外のAPをランダムに選出し、グループに所属させる。
(4) 電波到達範囲外のAPがなくなるまで、(3) を繰り返し実施する。
(5) (2) に戻り、次のグループを作成する。グループに所属していないAPがなくなった場合は処理を停止する。
図12において、スケジューリング計算が開始されると、まずUL-MU伝送に用いるトリガーフレーム制御の有無を確認する(S41)。制御を行わない場合は、全グループのチャネルアクセスを可能にし(S42)、処理を終了する。処理を行う場合は(S41-Yes )、グループ(n)(nは1~N、Nはグループ数)をチャネルアクセス可能グループへ登録し(S43,S44)、順番にt[msec]をチャネルアクセス時間として割り当てる(S45)。グループ番号nをインクリメントし(S46)、ステップS41に戻る。グループ(N)の次はグループ(1)に戻る(S47)。この処理を、UL-MU伝送のトリガーフレーム制御なしと設定するまで実施する。
図13において、APはバックオフ時間経過後、チャネルアクセス情報定期取得タイマがタイムアウトするまで(S51-No)、所属しているグループのチャネルアクセスが可能であれば(S52-Yes )、トリガーフレームを送信する(S53)。チャネルアクセス情報定期取得タイマがタイムアウトすると(S51-Yes )、無線制御装置10へチャネルアクセス可能グループを問い合わせる(S54)。ここで、所属しているグループのチャネルアクセスが可能であれば(S52-Yes )、トリガーフレームを送信する(S53)。所属しているグループが現在のチャネルアクセス可能グループでない場合、所属しているグループがチャネルアクセス可能になる送信を待機する。
11 AP制御部
111 グルーピング計算部
112 スケジューリング計算部
12 無線情報収集部
13 無線情報データベース部
14 接続I/F部
20 無線LAN基地局(AP)
21 制御部
211 無線情報取得部
212 無線情報通知部212
22 接続I/F部
23 アンテナ
24 無線処理部
30 無線LAN端末(STA)
31 制御部
311 無線情報取得部
312 無線情報通知部
32,33 アンテナ
34 無線処理部
Claims (10)
- 1つ無線LAN基地局とそれに帰属する複数の無線LAN端末から構成されるBSSを単位として、同一チャネルを利用する複数のBSSがそれぞれアップリンクのマルチユーザ伝送を行う無線LANシステムにおいて、
前記複数のBSSの無線LAN基地局および無線LAN端末に接続され、それぞれの電波の干渉状態を示す無線情報を収集し、その無線情報に応じて、前記同一チャネルを利用するBSS間で互いの電波到達範囲外となるBSSを同一グループとし、異なるグループ間でアップリンクのマルチユーザ伝送を行うチャネルアクセスのタイミングをずらす制御を行う無線制御装置を備え、
前記無線制御装置は、前記無線情報に基づき、受信電力が小さいBSS同士を順次グルーピングしていく階層クラスター分析手法を用いたグルーピング計算を行い、前記BSS間の無線LAN基地局および無線LAN端末からの受信電力が所定のレベル以下となるBSS同士をグルーピングしたグループの組合せを選択するグルーピング処理を行う構成である
ことを特徴とする無線LANシステム。 - 1つ無線LAN基地局とそれに帰属する複数の無線LAN端末から構成されるBSSを単位として、同一チャネルを利用する複数のBSSがそれぞれアップリンクのマルチユーザ伝送を行う無線LANシステムにおいて、
前記複数のBSSの無線LAN基地局および無線LAN端末に接続され、それぞれの電波の干渉状態を示す無線情報を収集し、その無線情報に応じて、前記同一チャネルを利用するBSS間で互いの電波到達範囲外となるBSSを同一グループとし、異なるグループ間でアップリンクのマルチユーザ伝送を行うチャネルアクセスのタイミングをずらす制御を行う無線制御装置を備え、
前記無線制御装置は、グループn(nは1~N、Nはグループ数)に対して順番に、所定の時間ごとにチャネルアクセスのタイミングを割り当てる構成である
ことを特徴とする無線LANシステム。 - 請求項2に記載の無線LANシステムにおいて、
前記無線制御装置は、グループn(nは1~N、Nはグループ数)に対して順番に、所定の時間ごとにチャネルアクセスのタイミングを割り当てるとともに、それ以外のグループに対してNAVを設定する
ことを特徴とする無線LANシステム。 - 1つ無線LAN基地局とそれに帰属する複数の無線LAN端末から構成されるBSSを単位として、同一チャネルを利用する複数のBSSがそれぞれアップリンクのマルチユーザ伝送を行う無線LANシステムにおいて、
前記複数のBSSの無線LAN基地局および無線LAN端末に接続され、それぞれの電波の干渉状態を示す無線情報を収集し、その無線情報に応じて、前記同一チャネルを利用するBSS間で互いの電波到達範囲外となるBSSを同一グループとし、異なるグループ間でアップリンクのマルチユーザ伝送を行うチャネルアクセスのタイミングをずらす制御を行う無線制御装置を備え、
前記無線制御装置は、前記各グループの無線LAN基地局からの問い合わせに対してチャネルアクセスが可能か否かを通知する構成である
ことを特徴とする無線LANシステム。 - 1つ無線LAN基地局とそれに帰属する複数の無線LAN端末から構成されるBSSを単位として、同一チャネルを利用する複数のBSSがそれぞれアップリンクのマルチユーザ伝送を行う無線LANシステムのアップリンク制御方法において、
前記複数のBSSの無線LAN基地局および無線LAN端末に接続される無線制御装置で、それぞれの電波の干渉状態を示す無線情報を収集し、その無線情報に応じて、前記同一チャネルを利用するBSS間で互いの電波到達範囲外となるBSSを同一グループとし、異なるグループ間でアップリンクのマルチユーザ伝送を行うチャネルアクセスのタイミングをずらす制御を行い、
前記無線情報に基づき、受信電力が小さいBSS同士を順次グルーピングしていく階層クラスター分析手法を用いたグルーピング計算を行い、前記BSS間の無線LAN基地局および無線LAN端末からの受信電力が所定のレベル以下となるBSS同士をグルーピングしたグループの組合せを選択するグルーピング処理を行う
ことを特徴とする無線LANシステムのアップリンク制御方法。 - 1つ無線LAN基地局とそれに帰属する複数の無線LAN端末から構成されるBSSを単位として、同一チャネルを利用する複数のBSSがそれぞれアップリンクのマルチユーザ伝送を行う無線LANシステムのアップリンク制御方法において、
前記複数のBSSの無線LAN基地局および無線LAN端末に接続される無線制御装置で、それぞれの電波の干渉状態を示す無線情報を収集し、その無線情報に応じて、前記同一チャネルを利用するBSS間で互いの電波到達範囲外となるBSSを同一グループとし、異なるグループ間でアップリンクのマルチユーザ伝送を行うチャネルアクセスのタイミングをずらす制御を行い、
グループn(nは1~N、Nはグループ数)に対して順番に、所定の時間ごとにチャネルアクセスのタイミングを割り当てる
ことを特徴とする無線LANシステムのアップリンク制御方法。 - 1つ無線LAN基地局とそれに帰属する複数の無線LAN端末から構成されるBSSを単位として、同一チャネルを利用する複数のBSSがそれぞれアップリンクのマルチユーザ伝送を行う無線LANシステムのアップリンク制御方法において、
前記複数のBSSの無線LAN基地局および無線LAN端末に接続される無線制御装置で、それぞれの電波の干渉状態を示す無線情報を収集し、その無線情報に応じて、前記同一チャネルを利用するBSS間で互いの電波到達範囲外となるBSSを同一グループとし、異なるグループ間でアップリンクのマルチユーザ伝送を行うチャネルアクセスのタイミングをずらす制御を行い、
前記各グループの無線LAN基地局からの問い合わせに対してチャネルアクセスが可能か否かを通知する
ことを特徴とする無線LANシステムのアップリンク制御方法。 - 1つ無線LAN基地局とそれに帰属する複数の無線LAN端末から構成されるBSSを単位として、同一チャネルを利用する複数のBSSがそれぞれアップリンクのマルチユーザ伝送を行う無線LANシステムの無線制御装置において、
前記複数のBSSの無線LAN基地局および無線LAN端末に接続され、それぞれの電波の干渉状態を示す無線情報を収集し、その無線情報に応じて、前記同一チャネルを利用するBSS間で互いの電波到達範囲外となるBSSを同一グループとし、異なるグループ間でアップリンクのマルチユーザ伝送を行うチャネルアクセスのタイミングをずらす制御を行う構成であり、
前記無線情報に基づき、受信電力が小さいBSS同士を順次グルーピングしていく階層クラスター分析手法を用いたグルーピング計算を行い、前記BSS間の無線LAN基地局および無線LAN端末からの受信電力が所定のレベル以下となるBSS同士をグルーピングしたグループの組合せを選択するグルーピング処理を行う構成である
ことを特徴とする無線LANシステムの無線制御装置。 - 1つ無線LAN基地局とそれに帰属する複数の無線LAN端末から構成されるBSSを単位として、同一チャネルを利用する複数のBSSがそれぞれアップリンクのマルチユーザ伝送を行う無線LANシステムの無線制御装置において、
前記複数のBSSの無線LAN基地局および無線LAN端末に接続され、それぞれの電波の干渉状態を示す無線情報を収集し、その無線情報に応じて、前記同一チャネルを利用するBSS間で互いの電波到達範囲外となるBSSを同一グループとし、異なるグループ間でアップリンクのマルチユーザ伝送を行うチャネルアクセスのタイミングをずらす制御を行う構成であり、
グループn(nは1~N、Nはグループ数)に対して順番に、所定の時間ごとにチャネルアクセスのタイミングを割り当てる構成である
ことを特徴とする無線LANシステムの無線制御装置。 - 1つ無線LAN基地局とそれに帰属する複数の無線LAN端末から構成されるBSSを単位として、同一チャネルを利用する複数のBSSがそれぞれアップリンクのマルチユーザ伝送を行う無線LANシステムの無線制御装置において、
前記複数のBSSの無線LAN基地局および無線LAN端末に接続され、それぞれの電波の干渉状態を示す無線情報を収集し、その無線情報に応じて、前記同一チャネルを利用するBSS間で互いの電波到達範囲外となるBSSを同一グループとし、異なるグループ間でアップリンクのマルチユーザ伝送を行うチャネルアクセスのタイミングをずらす制御を行う構成であり、
前記各グループの無線LAN基地局からの問い合わせに対してチャネルアクセスが可能か否かを通知する構成である
ことを特徴とする無線LANシステムの無線制御装置。
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