JPH11355290A - 無線ｌａｎシステム及びチャネル割当方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 親局がＲチャネルを必要としている子局に空
きのＲチャネルを動的に割当てることによって、収容可
能な子局の数がＲチャネルの数に制限されず、スループ
ットを低下させることなく、１台の親局が多くの子局を
収容できる無線ＬＡＮシステム及びチャネル割当方法を
提供する。 【解決手段】 無線フレーム内に子局がＲチャネルの割
当を要求するＲＡチャネルを設け、子局から親局にＲＡ
チャネルを使ってＲチャネルの割当要求をすると、親局
が空いているＲチャネルを子局に割り当てて通知し、子
局は通知されたＲチャネルで送信要求を行う無線ＬＡＮ
システム及びチャネル割当方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無線ＬＡＮシステ
ム及びチャネル割当方法に係り、特に１台の親局に多く
の子局を収容できる無線ＬＡＮシステム及びチャネル割
当方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の無線ＬＡＮシステムの概略につい
て図４，図５，図６を使って説明する。図４は、従来の
無線ＬＡＮシステム全体の概略構成を示すブロック図で
あり、図５は、従来の無線ＬＡＮシステムにおける親局
の構成を示すブロック図であり、図６は、従来の無線Ｌ
ＡＮシステムにおける子局の構成を示すブロック図であ
る。

【０００３】従来の無線ＬＡＮシステムは、図４に示す
ように、数１０ｍの半径をサービスエリアとする親局１
（Control Module：ＣＭ）と、イーサネットなどの有線
のＬＡＮシステムであるバックボーンＬＡＮ２と、親局
１と無線通信を行う複数の子局３（User Module:ＵＭ）
と、子局３に接続されるパソコンなどの端末４とから構
成されている。

【０００４】そして、端末４が、子局３を介して無線通
信で親局１と通信を行い、親局１がバックボーンＬＡＮ
２を介して他の親局１と有線で通信を行うことにより、
端末４同士が有線ＬＡＮを介して無線で通信できるもの
である。

【０００５】親局１の内部は、図５に示すように、全体
の制御を行う制御部１０と、無線伝送するデータを変換
処理するベースバンド処理部２０と、無線データの変復
調を行う無線部２１と、無線信号を送受信するアンテナ
部２２とから構成されている。

【０００６】そして、制御部１０内部は、有線のバック
ボーンＬＡＮ２（イーサネットなど）の回線を終端する
ＬＡＮコントローラ１４と、ベースバンド処理部２０と
信号の受け渡しを行うデュアルポートメモリ１５と、制
御プログラムが実行されて、ＧＳＭＡなどのアクセス制
御をはじめ各部を統括制御するＭＰＵ１１と、制御プロ
グラムが記憶されているＲＯＭ１２と、ワーク用のＲＡ
Ｍ１３とから構成されている。

【０００７】また、子局３の内部は、図６に示すよう
に、全体の制御を行う制御部３０と、無線伝送するデー
タを変換処理するベースバンド処理部４０と、無線デー
タの変復調を行う無線部４１と、無線信号を送受信する
アンテナ部４２とから構成されている。

【０００８】そして、制御部３０内部は、端末４とデー
タの送受信を行う端末対応部３４と、ベースバンド処理
部４０と信号の受け渡しを行うデュアルポートメモリ３
５と、制御プログラムが実行されて、データの送信要求
処理をはじめ各部を統括制御するＭＰＵ３１と、制御プ
ログラムが記憶されているＲＯＭ３２と、ワーク用のＲ
ＡＭ３３とから構成されている。

【０００９】そして、従来の無線ＬＡＮシステムにおけ
る親局１と子局３との無線通信技術は、１台の親局１に
例えば１０台の子局３を収容し、アクセス方式としてＧ
ＳＭＡ（Global Scheduling Multiple Access ）方式を
用い、通信方式は時分割高速データ伝送路（ＴＤＤ）を
用いていた。

【００１０】ここで、ＧＳＭＡ方式とは、ＴＤＤ伝送路
におけるデータ信号同士の衝突を避けるために考案され
た多重化アクセス方式であり、ＧＳＭＡで用いるパケッ
トは、子局３が自己用のパケットを要求する為のパケッ
ト要求用フレームと、データを送受信する為のデータフ
レームに大別され、パケット要求用フレームは更に各子
局３に対応するパケット要求用スロットを具備してい
る。

【００１１】ここで、従来の無線ＬＡＮシステムにおけ
る無線フレームフォーマットについて、図７を使って説
明する。図７は、従来の無線ＬＡＮシステムにおける無
線フレームのフォーマット図である。従来の無線フレー
ムは、大きくＧチャネル（Ｇch）ａと、Ｒチャネル（Ｒ
ch）ｂと、Ｄチャネル（Ｒch）ｃとから構成されてい
る。

【００１２】Ｇチャネルは、後述するＤチャネルの使い
方、及び後述するＲチャネルの使用状況などを伝送する
親局１から子局３への下りチャネルである。ここで、Ｄ
チャネルの使い方とは、Ｄチャネルで伝送されるデータ
がどの子局３との伝送データであるか、及び上りデータ
か下りデータかである。尚、上りデータである場合は、
子局３からの送信要求に対するデータ送信許可通知の意
味合いを持っている。また、Ｒチャネルの使用状況は、
どのＲチャネルが空いているかを示している。

【００１３】Ｒチャネルは、パケット要求用フレームに
おいて子局３から親局１へデータの送信要求を伝送する
為の送信要求チャネルで、Ｒ１からＲ１０までの１０個
のチャネルで構成されており、子局３とＲチャネルとが
１対１で固定的に割当てられている。

【００１４】Ｄチャネルは、データフレームにおいて、
ユーザデータを伝送するデータチャネルで、Ｇチャネル
によって上り／下りの方向が指定されるようになってい
る。

【００１５】次に、従来の無線ＬＡＮシステムにおける
動作について説明するが、本発明に関連するのは、子局
３から親局１に対してデータ送信を行う場合であるの
で、子局３から親局１へのデータ送信動作について、図
４を使って説明する。

【００１６】従来の無線ＬＡＮシステムにおいて各端末
４側からデータを送信する場合に、まず子局３からパケ
ット要求用フレームで予め自己に割り当てられたＲチャ
ネルを用いて親局１に対して送信要求を伝送する。例え
ば、子局３-3では、Ｒ３チャネルを使って送信要求す
る。

【００１７】そして、子局３からの送信要求を受信した
親局１は、Ｇチャネルを使ってデータ送信許可通知を子
局３に伝送し、子局３は、Ｄチャネルを使って伝送デー
タを親局１に送信する。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の無線ＬＡＮシステムでは、１台の親局１に収容でき
る子局３の数が無線フレーム中のＲチャネルの数に対応
付けられているので、子局３の数を増やそうとすると、
Ｒチャネルの数を増やすことになり、フレーム全体から
みてＤチャネルの占める割合が低くなり、スループット
を低下させるという問題点があった。

【００１９】本発明は上記実情に鑑みて為されたもの
で、親局がＲチャネルを必要としている子局に空きのＲ
チャネルを動的に割当てることによって、収容可能な子
局の数がＲチャネルの数に制限されず、スループットを
低下させることなく、１台の親局が多くの子局を収容で
きる無線ＬＡＮシステム及びチャネル割当方法を提供す
ることを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記従来例の問題点を解
決するための請求項１記載の発明は、無線ＬＡＮシステ
ムにおいて、親局によって順に選ばれた子局が、無線フ
レーム内に設けられた割当要求チャネルを用いて、デー
タの送信要求を行う送信要求チャネルの割当要求を行う
と、親局が予め用意されている送信要求チャネルの中で
使用されていない送信要求チャネルを前記子局用に割当
てることを特徴としており、子局からの割当要求に応じ
て動的に送信要求チャネルを割り当てることができる。

【００２１】上記従来例の問題点を解決するための請求
項２記載の発明は、チャネル割当方法において、親局
が、割当要求チャネルを使用可能な子局を順次選んで通
知し、前記選ばれた子局が前記割当要求チャネルを用い
て送信要求チャネルの割当要求を行い、親局が前記割当
要求に応じて予め用意されている送信要求チャネルの中
で使用されていない送信要求チャネルを前記子局用に割
り当てて通知し、前記子局が、前記通知された送信要求
チャネルを用いてデータの送信要求を行うことを特徴と
しており、子局からの割当要求に応じて動的に送信要求
チャネルを割り当てることができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】請求項に係る発明について、その
実施の形態を図面を参照しながら説明する。本発明に係
る無線ＬＡＮシステム及びチャネル割当方法は、無線フ
レーム内に子局がＲチャネル（送信要求チャネル）の割
当を要求するＲＡチャネル（割当要求チャネル）を設
け、子局から親局にＲＡチャネルを使ってＲチャネルの
割当要求をすると、親局が空いているＲチャネルを子局
に割り当てて通知し、子局は通知されたＲチャネルで送
信要求を行うものなので、Ｒチャネルが固定でなく動的
に割り当てることによって、スループットを低下させる
ことなく、１台の親局が多くの子局を収容できるもので
ある。

【００２３】本発明に係る無線ＬＡＮシステムの構成
は、基本的には図４に示した従来の無線ＬＡＮシステム
と同様であるが、１台の親局１に収容できる子局３の数
を実用上８０台程度までとることができる。

【００２４】そして、本発明の親局１及び子局３の内部
の構成は、基本的には図５、図６に示した従来の親局１
及び子局３の内部構成と同様であるが、子局３からのデ
ータの送信要求時のチャネル割当方法が本発明と従来と
では異なる関係で、制御部１０及び制御部３０で実行さ
れる制御プログラム、及び親局１と子局３との間で送受
信される無線フレームフォーマットが異なる。以下無線
フレームフォーマットと制御プログラムを中心に説明す
る。

【００２５】まず、本発明の無線ＬＡＮシステムにおけ
る無線フレームフォーマットについて、図１を使って説
明する。図１は、本発明の無線ＬＡＮシステムにおける
無線フレームのフォーマット図である。本発明の無線フ
レームは、従来と同様のＧチャネルＡと、ＲチャネルＢ
と、ＤチャネルＣとに加えて、本発明の特徴部分とし
て、ＲＡチャネルＤが設けられている。尚、Ｒチャネル
が請求項の送信要求チャネルに相当し、ＲＡチャネルが
請求項の割当要求チャネルに相当している。

【００２６】本発明のＤチャネルは、従来と同様にユー
ザデータを伝送するデータチャネルで、Ｇチャネルによ
って上り/下りの方向が指定されるようになっている。

【００２７】本発明のＧチャネルは、従来と同様のＤチ
ャネルの使い方（どの子局３に対するデータか、上りデ
ータか下りデータか）及びＲチャネルの使用状況（どの
Ｒチャネルが空いているか）を伝送するのに加えて、本
発明の特徴部分として、ＲＡチャネルの使用を許可する
子局３の番号などを使用許可通知として伝送する下りチ
ャネルである。

【００２８】本発明の特徴部分であるＲＡチャネル（割
当要求チャネル）は、子局３がＲチャネルの割当要求を
親局１に伝送する為の上りチャネルであり、ＲＡ１から
ＲＡ４の４チャネル及びＲＡＣチャネルの合計５チャネ
ルで構成されている。

【００２９】ＲＡ１からＲＡ４については、親局１から
子局３に対してＧチャネルを使って、ＲＡ１〜ＲＡ４の
チャネルの使用を許可する子局３の番号が使用許可通知
として伝送され、使用を許可された子局３だけがアクセ
スすることのできるチャネルである。つまり、Ｇチャネ
ルによって使用を許可された子局３は、もしユーザデー
タを送信する必要があるならば、指定されたＲＡチャネ
ルを使ってＲチャネルの割当要求を送信することができ
る。

【００３０】ここで、ＲＡ１〜ＲＡ４のチャネルの使用
を許可する子局３の決め方は、例えば子局３をグループ
１（子局３-1、子局３-2、子局３-3、子局３-4）、グル
ープ２（子局３-5、子局３-6、子局３-7、子局３-8）、
グループ３（子局３-９、子局３-10 、子局３-11 、子
局３-12 ）という具合にグループ分けして、各グループ
を順番に割当グループとして更新して平等に割り当てる
方法や、また特定の子局３の割当てが多くなるように割
当グループを更新することも可能である。

【００３１】一方、ＲＡＣチャネルは、ＲＡ１〜ＲＡ４
までの使用許可が為されていない子局３が、いつでもア
クセスできる共通で使用するチャネルである。

【００３２】ＲＡ１〜ＲＡ４のチャネルは、使用できる
子局３が親局１によって管理され、使用が許可された子
局３をＧチャネルにて通知し、通知された子局３だけが
アクセスするので、衝突が発生することはないが、ＲＡ
Ｃチャネルについては、ＲＡ１〜ＲＡ４の使用許可がな
い複数の子局３が同時にアクセスして衝突が発生する可
能性がある。

【００３３】Ｒｃｈ（送信要求チャネル）は、従来と同
様に、パケット要求用フレームにおいて、子局３が親局
１に対して送信要求を伝送する為の上りチャネルで、本
発明ではＲ１からＲ８までの８個のチャネルで構成され
ている。

【００３４】そして、本発明では、ＲＡチャネルを用い
て割当要求のあった任意の子局３に対して、親局１が空
いているＲチャネルを随時割り当てて、当該子局３に通
知し、子局３は割り当てられたＲチャネルを用いてデー
タの送信要求を伝送するようになっている。

【００３５】ここで、従来の無線フレームのＲチャネル
が１０チャネルあったのに比べ、本発明で８チャネルと
したのは、ＲＡチャネルが増えた分の、データ（Ｄチャ
ネル）のスループット低下を抑えるためである。尚、本
発明ではＲチャネルを固定的に割り当てるのではなく、
要求に応じて動的に割り当てるので、Ｒチャネルの数は
１０個である必要はなく、８個でも何らかまわないこと
になる。

【００３６】次に、本発明の親局１の制御部１０におけ
る、制御プログラムの流れについて、図２を使って説明
する。図２は、本発明の親局の制御部におけるＲチャネ
ル割当までの制御プログラムの流れを示すフローチャー
ト図である。

【００３７】本発明の親局１の制御部１０における制御
プログラムは、まず、ＲＡチャネルの割当グループを更
新し（１００）、Ｇチャネルで割当グループの子局３の
番号を使用許可通知として送信する（１０２）。

【００３８】次にＲＡチャネルを監視して、いずれかの
子局３からＲチャネルの割当要求があるかどうか判断し
（１０４）、割当要求がない場合（Ｎｏ）は、処理を終
了し、割当要求がある場合（Ｙｅｓ）は、Ｒチャネルの
割当処理を行う（１０６）。

【００３９】ここで、Ｒチャネルの割当処理とは、Ｒ１
〜Ｒ８の各チャネルの割当状況を制御部１０の内部の記
憶部に記憶しておき、Ｒ１から順に空きチャネルを見つ
けていって最初に見つかった空きチャネルを割り当て、
割当を記憶することによって、Ｒチャネルを動的に割り
当てる処理である。この際、空きチャネルがない場合
は、Ｒチャネルの割り当てができない場合もあり得る。

【００４０】尚、Ｒチャネルの割当に関しては、常時割
当要求の受付順に割り当てるようにしても良いし、割当
て不可になった子局３を記憶しておいて、次回は当該子
局に優先的に割り当てるようにしても良いし、特定の子
局３をいつも優先的に割り当てるなどの優先制御を行っ
ても構わない。

【００４１】そして、Ｒチャネルの割当がＯＫか判断し
（１０７）、ＯＫでない場合（Ｎｏ）は、処理を終了
し、ＯＫの場合（Ｙｅｓ）は、次のフレームのＧチャネ
ルでＲチャネルの割当てを通知し（１０８）、処理を終
了する。

【００４２】次に、本発明の子局３の制御部３０におけ
るデータ送信時の制御プログラムの流れについて、図３
を使って説明する。図３は、本発明の子局の制御部にお
けるデータ送信時の制御プログラムの流れを示すフロー
チャート図である。

【００４３】本発明の子局のデータ送信時の制御プログ
ラムは、まず端末４からの上りデータで親局１に送信す
るデータがあるかどうかチェックし（２００）、データ
がない場合（Ｎｏ）は、処理を終了し、データがある場
合（Ｙｅｓ）は、現在Ｒチャネルを確保しているかどう
かをチェックする（２０２）。

【００４４】ここで、Ｒチャネルを確保している場合
（Ｙｅｓ）は処理２２０に進み、Ｒチャネルを確保して
いない場合（Ｎｏ）は、ＧチャネルでＲＡチャネルの使
用許可が通知されたかどうかをチェックする（２１
０）。

【００４５】ここで、使用許可が通知されていない場合
（Ｎｏ）は、処理２１０を繰り返し、使用許可が通知さ
れた場合（Ｙｅｓ）は、許可されたＲＡチャネルを使っ
て、Ｒチャネルの割当要求を送信する（２１２）。

【００４６】次に、再度Ｇチャネルを監視し、Ｒチャネ
ルの割当通知がきたかどうかチェックし（２１４）、Ｒ
チャネルの割当通知がこなければ（Ｎｏ）、処理２１０
へ戻って、ＧチャネルによるＲＡチャネルの使用許可通
知を監視する。

【００４７】一方、処理２１４でＲチャネルの割当通知
がきた場合（Ｙｅｓ）は、割り当てられたＲチャネル
（Ｒ１からＲ８のいずれか）を使ってデータの送信要求
を送信し（２２０）、Ｇｃｈを監視して、データの送信
許可が通知されたかチェックし（２２２）、送信許可が
通知されなければ（Ｎｏ）、処理２２０に戻ってデータ
の送信要求の送信を繰り返し、送信許可が通知されたな
ら（Ｙｅｓ）、Ｄチャネルでユーザデータを送信する
（２２４）。

【００４８】次に、本発明の無線ＬＡＮシステムの動作
について説明する。本発明の無線ＬＡＮシステムでは、
親局１でＲＡチャネルの使用を許可する子局３が管理さ
れ、順番に又は優先制御で許可する子局３が割当グルー
プとして割り当てられ、割り当てられた子局３の番号が
使用許可通知としてＧチャネルを使って子局３に通知さ
れる。

【００４９】子局３では、送信データがあると、Ｇチャ
ネルを監視して、自己が割当グループとして使用許可が
通知されてくるのを待ち、使用許可が通知されると、割
り当てられたＲＡチャネルで割当要求が子局３から親局
１に送信される。

【００５０】親局１では、割当要求を受け取ると、Ｒチ
ャネルの空きを確認して、空きのＲチャネルが割り当て
られてＧチャネルを使って子局３に通知される。

【００５１】子局３では、Ｒチャネルの割当通知を受け
取って、割り当てられたＲチャネルで送信要求を送信
し、Ｇチャネルで送信許可が通知されると、Ｄチャネル
を使ってデータを送信するようになっている。

【００５２】本発明の無線ＬＡＮシステムによれば、無
線フレームフォーマットにＲチャネルの割当を要求する
ＲＡチャネルを設け、ＧチャネルでＲＡチャネルの使用
を許可する子局３が通知され、送信要求を希望する子局
３が許可されたＲＡチャネルを使ってＲチャネルの割当
要求を親局１に送信し、親局１が空きのＲチャネルを割
り当てて子局３に通知し、子局３が割り当てられたＲチ
ャネルで送信要求を親局１に送信するので、子局３から
のＲチャネルの割当要求に応じて親局１がＲチャネルを
動的に子局３に割当てるので、収容可能な子局３の数が
Ｒチャネル数に制限されず、スループットを低下させる
ことなく、親局１が多くの子局３を収容できる効果があ
る。

【００５３】また、子局３に対してＲチャネルが固定的
に割り当てられているわけではないので、子局３の増設
が容易に行える効果がある。

【００５４】また、ＲＡチャネルを使用可能な子局３
は、順番に親局１から通知されるので、Ｒチャネル要求
時の衝突は回避できる効果がある。

【００５５】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、親局によ
って順に選ばれた子局が、無線フレーム内に設けられた
割当要求チャネルを用いて、データの送信要求を行う送
信要求チャネルの割当要求を行うと、親局が予め用意さ
れている送信要求チャネルの中で使用されていない送信
要求チャネルを当該子局用に割当てる無線ＬＡＮシステ
ムとしているので、子局からの割当要求に応じて親局が
動的に送信要求チャネルを割り当てることにより、１台
の親局に収容できる子局の数が送信要求チャネルの数に
制限されず、スループットを低下させることなく、１台
の親局が多くの子局を収容できる効果がある。

【００５６】請求項２記載の発明によれば、親局が、割
当要求チャネルを使用可能な子局を順次選んで通知し、
選ばれた子局が割当要求チャネルを用いて送信要求チャ
ネルの割当要求を行い、親局が割当要求に応じて送信要
求チャネルを当該子局用に割り当てて通知し、子局が、
通知された送信要求チャネルを用いてデータの送信要求
を行うチャネル割当方法としているので、子局からの割
当要求に応じて親局が動的に送信要求チャネルを割り当
てることにより、１台の親局に収容できる子局の数が送
信要求チャネルの数に制限されず、スループットを低下
させることなく、１台の親局が多くの子局を収容できる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の無線ＬＡＮシステムにおける無線フレ
ームのフォーマット図である。

【図２】本発明の親局の制御部におけるＲチャネル割当
までの制御プログラムの流れを示すフローチャート図で
ある。

【図３】本発明の子局の制御部におけるデータ送信時の
制御プログラムの流れを示すフローチャート図である。

【図４】従来の無線ＬＡＮシステム全体の概略構成を示
すブロック図である。

【図５】従来の無線ＬＡＮシステムにおける親局の構成
を示すブロック図である。

【図６】従来の無線ＬＡＮシステムにおける子局の構成
を示すブロック図である。

【図７】従来の無線ＬＡＮシステムにおける無線フレー
ムのフォーマット図である。

【符号の説明】

１…親局、 ２…バックボーンＬＡＮ、 ３…子局、
４…端末、 １０，３０…制御部、 １１，３１…ＭＰ
Ｕ、 １２，３２…ＲＯＭ、 １３，３３…ＲＡＭ、
１４…ＬＡＮコントローラ、 １５，３５…デュアルポ
ートメモリ、２０，４０…ベースバンド処理部、 ２
１，４１…無線部、 ２２，４２…アンテナ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 芳文 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 親局によって順に選ばれた子局が、無線
   フレーム内に設けられた割当要求チャネルを用いて、デ
   ータの送信要求を行う送信要求チャネルの割当要求を行
   うと、親局が予め用意されている送信要求チャネルの中
   で使用されていない送信要求チャネルを前記子局用に割
   当てることを特徴とする無線ＬＡＮシステム。
2. 【請求項２】 親局が、割当要求チャネルを使用可能な
   子局を順次選んで通知し、前記選ばれた子局が前記割当
   要求チャネルを用いて送信要求チャネルの割当要求を行
   い、親局が前記割当要求に応じて予め用意されている送
   信要求チャネルの中で使用されていない送信要求チャネ
   ルを前記子局用に割り当てて通知し、前記子局が、前記
   通知された送信要求チャネルを用いてデータの送信要求
   を行うことを特徴とするチャネル割当方法。