JPWO2008053519A1 - 無線lan通信装置及びビーコン送信方法 - Google Patents
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Abstract
アクセスポイント間でDTIM情報要素を含むビーコンを出すタイミングがほぼ同じ場合は、DTIM情報要素を含むビーコンを同期させないようにすることにより、同一チャネルを用いるアクセスポイント間においても、ある特定のアクセスポイント配下の端末だけが遅延及びジッタが大きくなることを防ぐことができ、ブロードキャスト/マルチキャストサービスの際に、お互いに干渉する恐れをなくするとともに、公平なブロードキャスト/マルチキャストサービスを受けることができる無線LAN通信装置。この装置では、無線LAN制御部(202)は、自局200のビーコンの送信直前の所定時間内に受信した他局のビーコンを検出する。ビーコン解析部(203)は、受信した他局のビーコンを解析して自局のDTIMビーコンの送信間隔を補正する。
Description
本発明は、特にブロードキャスト/マルチキャストサービスを複数のアクセスポイントを通して、それぞれのアクセスポイントの配下の端末に提供する無線LAN通信装置及びビーコン送信方法に関する。
無線LANインタフェースを搭載した端末が普及するにつれて、バッテリーを電源として動作する端末にとって、省電力制御を行うことが重要になってきており、無線LAN規格において、端末のバッテリー消費を抑制するために、パワーマネージメント機能が用意されている(例えば、非特許文献1)。また、無線LAN規格には、無線のアクセス制御の方法として各アクセスポイントが自律分散的にアクセス制御を行うDCF(Distributed Coordination Function)と、特定局が集中的にポーリングによりアクセス制御を行うPCF(Point Coordination Function)等がある。
一般的なアクセスポイントの設定可能なパラメータとして、ビーコン間隔(Beacon Interval)とDTIM(Delivery Traffic Indication Message)間隔が用意されている。ここで、ビーコン間隔とは、ビーコンを送信する間隔である。また、DTIM間隔とは、送信待ちであるパケットデータを送信することを示す情報を含むビーコン(以下「DTIMビーコン」と記載する)を送信する間隔、即ちアクセスポイントに蓄積されているトラフィックを送信することを示す情報が含まれるDTIMビーコンを送信する間隔であり、ビーコン間隔単位で表す。また、DTIMビーコン後に送信するデータには、ブロードキャストメッセージまたはマルチキャストメッセージを含む。例えば、DTIM間隔が「3」の場合は、ビーコンを三回送信する毎にDTIMビーコンが一回送信されることを意味する。送信されるビーコンがDTIMビーコンか否かは、送信されるビーコンに含まれる情報要素であるTIM情報要素中のDTIMカウント値が「0」であるか否かで決まる。
ビーコン間隔とDTIM間隔は、運用上で変更が可能であるが、一般的にはデフォルト値で運用されている。また、現在無線LANが普及しているところでは、隣り合ったアクセスポイントが同一のチャネルを用いて通信を行うということもありうる。隣り合ったアクセスポイントが同一のチャネルを使って送信するときは、CSMA/CAと呼ばれる、無線LANにおける通信の衝突回避のメカニズムを用いてフレームの送信を制御することで干渉を回避している。
次に、DCFでの省電力制御について、図1を用いて説明する。図1は、インフラストラクチャモードにおける省電力制御の概要を示す図である。図1より、アクセスポイントは、予め設定されたビーコン間隔H1毎にビーコン10またはDTIMビーコン11を送信し、端末A及び端末Bに自分の存在を知らせる。ビーコン10及びDTIMビーコン11には配下の端末A及び端末Bへのフレームが蓄積されていることを示すTIM要素が含まれており、端末はビーコン10及びDTIMビーコン11受信時にTIM情報要素を参照することで、自分宛のフレームが存在することを認識できる。端末A及び端末Bは、無線の送受信部に電源が供給されるアウェイク(Awake)状態と必要最小限の電力しか供給されないドーズ(Doze)状態の二種類の状態を設定することが可能であり、Listen IntervalとReceive DTIMsにより、アウェイク状態にするタイミングを決めることができる。Listen Intervalは、端末A及び端末Bがビーコンを受信する周期、即ちビーコン間隔H1を規定し、Receive DTIMは、DTIMビーコン11を受信するかどうかを表す。ブロードキャスト/マルチキャストサービスを受信する省電力モードの端末A及び端末Bは、DTIMビーコン11を必ず受信しなければならないので、DTIM間隔H2毎にアウェイク状態15に遷移する。また、アクセスポイントは、DTIMビーコン11を送信した直後に、蓄積しているブロードキャスト/マルチキャストフレーム12を配下の端末に送信する。このようにして、端末は、アウェイク状態とドーズ状態とに設定を変更することにより、常に電源を入れておく場合に比べて、消費電力を削減することができる。なお、アクセスポイントは、端末A及び端末Bから送信されたPSーPoll 13を受信することにより、PSーPoll 13を送信した端末Aまたは端末B宛にユニキャストデータ14を送信する。
また、従来、上記のように無線端末のパワーマネージメント機能により消費電力の削減を行った場合は、遅延が発生してしまうので、リアルタイム性能を要求するアプリケーションに対しては、DTIM間隔を調節することで、遅延の問題を解決するというものが知られている(例えば、特許文献1)。
IEEE Documents Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications 特開2004−128949号公報
IEEE Documents Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications
しかしながら、従来の装置においては、IEEE802.11標準規格で規定されている省電力モードでは、同一の無線チャネルを用いる複数の隣り合った無線アクセスポイントが同じビーコン間隔及びDTIM間隔を用いるときに、同じタイミングでブロードキャスト/マルチキャストフレームを送信してしまう場合がある。この場合、ビーコンの送信タイミングによってブロードキャスト/マルチキャストフレームの干渉が発生しやすい状況になり、それぞれのアクセスポイント配下でサービスを受けている端末のスループット及びサービスの遅延が悪化する恐れがある。また、アクセスポイント間のサービスによっても、遅延や使用できる帯域に差が生じ、不公平になる恐れがあり、ブロードキャスト/マルチキャストサービスのサービス品質の劣化が発生するという問題がある。
図2は、ブロードキャスト/マルチキャストフレームの干渉が発生する様子を示す図である。図2では、アクセスポイントAが端末Aと通信を行い、アクセスポイントBが端末Bと通信を行っている。アクセスポイントAのビーコン間隔H3とアクセスポイントBのビーコン間隔H4がほぼ同じで、アクセスポイントAのビーコン20を出すタイミングの方がアクセスポイントBのビーコン21を出すタイミングよりも若干早い場合、無線LANにおける通信の衝突回避のメカニズムにより、アクセスポイントBは、アクセスポイントAの送信フレームに対して、ビーコンを出すタイミングを少し遅らせる。
例えば、アクセスポイントBが送信するDTIMビーコン23は、本来、DTIMビーコン26のタイミングで送信されるものであるが、アクセスポイントAがブロードキャスト/マルチキャストフレーム25を送信した後にタイミングを遅らされる。また、同様に、アクセスポイントBが送信するブロードキャスト/マルチキャストフレーム24は、本来、ブロードキャスト/マルチキャストフレーム27のタイミングで送信されるものであるが、アクセスポイントAがブロードキャスト/マルチキャストフレーム25を送信した後で且つアクセスポイントBが送信するDTIMビーコン23を送信した後にタイミングを遅らされる。
この結果、アクセスポイントAから送信するDTIMビーコン22のタイミングとアクセスポイントBから送信するDTIMビーコン23のタイミングとが同じ場合は、アクセスポイントBのブロードキャスト/マルチキャストフレーム24の送信は、常にアクセスポイントAのブロードキャスト/マルチキャストフレーム25の送信よりも後になり、端末Bが受信するブロードキャスト/マルチキャストフレーム24は、端末Aの受信するブロードキャスト/マルチキャストフレーム25に比べて、遅延及びジッタが大きく、使用する帯域も劣化するという問題がある。これは、特にアクセスポイントAとアクセスポイントBが同一のブロードキャスト/マルチキャストフレームを使ったサービスを同時に端末に向かって送信するときに問題が顕著になる。
また、特許文献1では、端末にとってはアプリケーションごとに最適なDTIM間隔にすることで、遅延の改善を行って、リアルタイム性と省電力制御を両立させている。しかしながら、特許文献1では、複数のアクセスポイントの存在を前提としておらず、アクセスポイント間の干渉に関しては、考慮されておらず、複数のアクセスポイント配下のそれぞれの端末が同一のアプリケーションを用いている場合は、アクセスポイントは同じDTIM間隔に設定されてしまう。この結果、複数のアクセスポイント間でDTIMビーコンが同期して、ある特定のアクセスポイント配下の端末だけが遅延及びジッタが大きくなるとともに、アクセスポイント間のブロードキャスト/マルチキャストサービスのときに、お互いに干渉する恐れがあるという問題がある。
本発明の目的は、アクセスポイント間でDTIMビーコンを出すタイミングがほぼ同じ場合は、DTIMビーコンを同期させないようにすることにより、同一チャネルを用いるアクセスポイント間においても、ある特定のアクセスポイント配下の端末だけが遅延及びジッタが大きくなることを防ぐことができ、ブロードキャスト/マルチキャストサービスの際に、お互いに干渉する恐れをなくするとともに、公平なブロードキャスト/マルチキャストサービスを受けることができる無線LAN通信装置及びビーコン送信方法を提供することである。
本発明の無線LAN通信装置は、他局におけるビーコンの送信間隔の情報である第一送信間隔情報と送信待ちであるパケットデータを送信することを示す情報を含むDTIMビーコンの他局における送信間隔の情報である第二送信間隔情報とを含むビーコンを受信する受信手段と、自局のビーコンの送信の直前または直後の所定時間内に前記受信手段で受信したビーコンを検出するビーコン検出手段と、検出した前記ビーコンに含まれる前記第一送信間隔情報及び前記第二送信間隔情報に基づいて、自局における前記DTIMビーコンの送信間隔を補正するビーコン補正手段と、補正した前記送信間隔で前記DTIMビーコンを送信するとともに、前記DTIMビーコンを送信した直後に前記パケットデータを送信する送信手段と、を具備する構成を採る。
また、本発明の無線LAN通信装置は、送信待ちであるパケットデータを送信することを示す情報を含むDTIMビーコンを受信する受信手段と、自局のビーコンの送信の直前または直後の所定時間内に前記受信手段で受信したビーコンを検出するビーコン検出手段と、前記検出手段でビーコンの受信を検出した場合に自局における前記DTIMビーコンの送信間隔を補正するビーコン補正手段と、補正した前記送信間隔で前記DTIMビーコンを送信するとともに、前記DTIMビーコンを送信した直後に前記パケットデータを送信する送信手段と、を具備する構成を採る。
本発明のビーコン送信方法は、他局におけるビーコンの送信間隔の情報である第一送信間隔情報と送信待ちであるパケットデータを送信することを示す情報を含むDTIMビーコンの他局における送信間隔の情報である第二送信間隔情報とを含むビーコンを受信するステップと、自局のビーコンの送信の直前または直後の所定時間内に受信したビーコンを検出するステップと、検出した前記ビーコンに含まれる前記第一送信間隔情報及び前記第二送信間隔情報に基づいて、自局における前記DTIMビーコンの送信間隔を補正するステップと、補正した前記送信間隔で前記DTIMビーコンを送信するステップと、を具備するようにした。
また、本発明のビーコン送信方法は、送信待ちであるパケットデータを送信することを示す情報を含むDTIMビーコンを受信するステップと、自局のビーコンの送信の直前または直後の所定時間内に受信したビーコンを検出するステップと、ビーコンの受信を検出した場合に自局における前記DTIMビーコンの送信間隔を補正するステップと、補正した前記送信間隔で前記DTIMビーコンを送信するステップと、を具備するようにした。
本発明によれば、アクセスポイント間でDTIMビーコンを送信するタイミングがほぼ同じ場合は、DTIMビーコンを同期させないようにすることにより、同一チャネルを用いるアクセスポイント間においても、ある特定のアクセスポイント配下の端末だけが遅延及びジッタが大きくなることを防ぐことができ、ブロードキャスト/マルチキャストサービスの際に、お互いに干渉する恐れをなくするとともに、公平なブロードキャスト/マルチキャストサービスを受けることができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
(実施の形態1)
図3は、本発明の実施の形態1に係るブロードキャスト/マルチキャストサービスの概要を説明する図である。図3に示すように、コンテンツサーバ101に蓄積されているブロードキャスト/マルチキャストサービス配信データは、インターネット102及び複数のアクセスポイント103を介して、各アクセスポイント103の配下の端末装置104に配信される。
図3は、本発明の実施の形態1に係るブロードキャスト/マルチキャストサービスの概要を説明する図である。図3に示すように、コンテンツサーバ101に蓄積されているブロードキャスト/マルチキャストサービス配信データは、インターネット102及び複数のアクセスポイント103を介して、各アクセスポイント103の配下の端末装置104に配信される。
図4は、本発明の実施の形態1に係る無線LAN通信装置200の構成を示すブロック図である。無線LAN通信装置200は、例えば無線LANにおけるアクセスポイント103である。
無線送受信部201は、他のアクセスポイントから送信されたビーコンを受信するとともに、受信したビーコンをダウンコンバートして無線LAN制御部202へ出力する。また、無線送受信部201は、無線LAN制御部202から入力したビーコンをアップコンバートして送信する。
ビーコン検出手段である無線LAN制御部202は、CSMA/CA等のMACレイヤの制御及びアクセス制御を行うものであり、無線送受信部201から入力した、所定時間内に無線送受信部201が受信したビーコンを検出し、検出結果をビーコン解析部203へ出力する。また、無線LAN制御部202は、ビーコン補正部204で指示されたDTIM間隔でビーコンが送信されるようなDTIMビーコンを無線送受信部201へ出力する。
ビーコン補正手段であるビーコン解析部203は、無線LAN制御部202から入力した検出結果を用いて他局が送信したビーコンを解析する。即ち、ビーコン解析部203は、ビーコン補正部204に対して、無線LAN制御部202が検出したビーコンに含まれる、ビーコン間隔の情報であるビーコン間隔情報(第一送信間隔情報)とDTIM間隔の情報であるDTIM間隔情報(第二送信間隔情報)に基づいて、自局のDTIM間隔を補正するように指示する。具体的には、ビーコン解析部203は、ビーコン間隔情報の他局のビーコン間隔と自局のビーコン間隔とが一致する場合で、且つDTIM間隔情報の他局のDTIM間隔と自局のDTIM間隔とが一致する場合に、他局のDTIM間隔と自局のDTIM間隔とが一致しないように、自局のDTIM間隔を補正するように指示する。
ビーコン補正手段であるビーコン補正部204は、ビーコン解析部203から指示された補正後のDTIM間隔でDTIMビーコンを送信するように無線LAN制御部202へ指示する。なお、DTIM間隔の補正の方法の詳細については後述する。
次に、無線LAN通信装置200の動作について、図5を用いて説明する。図5は、無線LAN通信装置200の動作を示すフロー図である。図5において、自局である無線LAN通信装置200をアクセスポイントAとするとともに、他局である無線LAN通信装置200をアクセスポイントBとする。
まず、アクセスポイントAの無線LAN制御部202は、ビーコン監視区間にビーコンを受信したか否かをチェックする(ステップST501)。ここで、ビーコン監視区間とは、アクセスポイントAがビーコンを送信する直前ないし直後の区間である。
図6は、アクセスポイントAのビーコン送信の直前にアクセスポイントAのビーコン監視区間T601を設けた例を示す図である。即ち、アクセスポイントAが受信したビーコン602がビーコン監視区間T601の中に存在するということは、アクセスポイントAのビーコン603の送信タイミングとアクセスポイントBのビーコン602の送信タイミングとが重なる可能性があるということを示している。なお、ビーコン監視区間T601の長さは、任意に設定することができる。
図5に戻って、ステップST501において、ビーコン監視区間T601でない場合は、処理を終了し、ビーコン監視区間T601の場合はステップST502に進む。
次に、アクセスポイントAのビーコン解析部203は、取得したビーコンから、ビーコン間隔(Beacon Period)と、DTIMカウント(DTIM Count)値とDTIM間隔(DTIM Period)の各情報を取り出す(ステップST502)。
図7は、ビーコンに含まれるTIM情報要素のデータフォーマットを示す図である。図7より、TIM情報要素は、ID(Element ID)701と、データ長(Length)702と、DTIMカウント値(DTIM Count)703と、DTIM間隔(DTIM Period)704と、ビットマップコントロール(Bitmap Control)705と、パーシャル・バーチャル・ビットマップ(Partial Virtual Bitmap)706を含む。ビーコン解析部203は、TIM情報要素から、DTIMカウント値703及びDTIM間隔704を取り出す。例えば、DTIM間隔が「3」に設定されている場合は、3回の送信毎にDTIMビーコンが送信される。DTIMカウント値は、DTIMビーコンを送信するまでに送信する必要があるビーコンの個数を示すものである。例えば、自局がDTIMビーコンを送信するときは、DTIMカウント値は必ず「0」になる。ここで、DTIMビーコンに含まれるTIM情報要素中のDTIMカウント値「0」が、送信待ちであるパケットデータを送信することを示す情報である。
再び図5に戻って、次に、アクセスポイントAのビーコン解析部203は、取得したアクセスポイントBのビーコンのパラメータと次のタイミングでアクセスポイントAが送信するビーコンの中に入るパラメータとの比較を行う。即ち、ビーコン解析部203は、アクセスポイントAとアクセスポイントBの双方のビーコンに含まれるビーコン間隔及びDTIM間隔を比較する(ステップST503)。比較の結果、ビーコン間隔が同じでない場合は処理を終了し、ビーコン間隔が同じ場合は、ステップST504に進む。
次に、DTIM間隔を比較し(ステップST504)、DTIM間隔が同じ場合はステップST505に進み、DTIM間隔が同じでない場合は処理を終了する。
次に、アクセスポイントAのビーコン解析部203は、取得したアクセスポイントBのDTIMカウント値とアクセスポイントAが次に送信するDTIMカウント値の双方が「0」であるか否か判断する(ステップST505)。DTIMカウント値の双方が「0」である場合にはステップST506に進み、DTIMカウント値の双方が「0」でない場合には処理を終了する。
次に、アクセスポイントAのビーコン補正部204は、DTIM間隔を補正し(ステップST506)、アクセスポイントAは、補正後のDTIM間隔になるようにビーコンを送信する。
次に、ステップST506における、ビーコン補正部204でのDTIM間隔の補正の方法の詳細について、図8及び図9を用いて説明する。図8及び図9は、DTIM間隔の補正の方法を示すフロー図である。
ビーコン補正部204は、ビーコン解析部203からのトリガを待っており(ステップST801)、トリガが入力した際には、次に送信するビーコンのDTIMカウント値を無線LAN制御部202から取得する(ステップST802)。
次に、ビーコン補正部204は、無線LAN制御部202から取得したDTIMカウント値が「0」であるか否かを判定する(ステップST803)。ビーコンのDTIMカウント値が「0」ではない場合に、次のビーコンの送信まで待って(ステップST804)、ステップST802に戻る。一方、ビーコンのDTIMカウント値が「0」の場合は、次のビーコンのDTIMカウント値を「0」から「1」に補正することを無線LAN制御部202に要求し(ステップST805)、再びビーコン解析部203からのトリガ待ちに戻る(ステップST801)。
次に、図9を用いて、DTIM間隔の補正の方法について、さらに詳細に説明する。ビーコンは、一定の周期で各アクセスポイントから送信される。また、ビーコンの送信時には、DTIMカウント値は、ビーコンの送信の度に「1」減らされて送信される。DTIMカウント値が「0」のDTIMビーコンの次のビーコン、即ちDTIMビーコンの次のビーコンには、DTIM間隔から「1」を引いた値が入る。
例えば、DTIM間隔が「3」の場合、DTIMカウント値は、ビーコン901〜905を送信する度に「2」、「1」、「0」、「2」、「1」、「0」、・・・の順番で変化する。ビーコン補正部204は、起動した後の最初のDTIMカウント値「1」のビーコン908の次に送信するビーコン909において、再度DTIMカウント値「1」のビーコン909を送信する。端末は、DTIMカウント値「1」のビーコン908、909を受信すると、次に受信するビーコンがDTIMビーコンであると認識して、次のビーコンの受信タイミングにおいてもアウェイク状態912に設定する。そして、アクセスポイントAは、DTIMカウント値「0」のDTIMビーコン910を送信した直後に、ブロードキャスト/マルチキャストフレームを端末に送信する。以上の動作によりアクセスポイントBのDTIMビーコン903の送信タイミングとアクセスポイントAのDTIMビーコン910の送信タイミングとが異なることになり、ブロードキャスト/マルチキャストフレームの送信時におけるアクセスポイントAとアクセスポイントBの互いの通信の干渉を防ぐことができる。なお、ビーコン解析部203は、DTIM間隔が「2」以上のときのみ有効である。
このように、本実施の形態1によれば、アクセスポイント間でビーコン間隔とDTIM間隔が同期していないか否かを見極め、同期する場合には、DTIM間隔を補正することで、同一チャネルを用いるアクセスポイント間においても、ある特定のアクセスポイント配下の端末だけが遅延及びジッタが大きくなることを防ぐことができ、ブロードキャスト/マルチキャストサービスの際に、お互いに干渉する恐れをなくするとともに、公平なブロードキャスト/マルチキャストサービスを受けることができる。
なお、本実施の形態1において、自局のビーコンの送信直前にビーコン監視区間を設定したが、これに限らず、自局のビーコンの送信直後にビーコン監視区間を設定しても良いし、自局のビーコンの送信直前と送信直後の両方にビーコン監視区間を設定しても良い。自局のビーコンの送信直後にビーコン監視区間を設定した場合には、ステップST505において、受信したビーコンのDTIMカウント値と次に自局が送信するビーコンのDTIMカウント値とを比較するのではなく、受信したビーコンのDTIMカウント値と自局が最後に送信したビーコンのDTIMカウント値とを比較する。また、本実施の形態1において、ステップST503でビーコン間隔が同じか否かを判定したが、これに限らず、ステップST503で自局のビーコン間隔が他のアクセスポイントのビーコン間隔の整数倍であるか否か判定し、自局のビーコン間隔が他のアクセスポイントのビーコン間隔の整数倍である場合に、ステップST504に進むようにしても良い。また、本実施の形態1において、ステップST504でDTIM間隔が同じか否かを判定したが、これに限らず、ステップST504で自局のDTIM間隔が他のアクセスポイントのDTIM間隔の整数倍であるか否か判定し、自局のDTIM間隔が他のアクセスポイントのDTIM間隔の整数倍である場合に、ステップST505に進むようにしても良い。
また、本実施の形態1において、DTIMカウント値「1」のビーコンを連続送信することによりDTIM間隔を補正したが、これに限らず、「0」以外の任意の値のDTIMカウント値のビーコンを、DTIMカウント値が「1」のビーコンの次に送信することによりDTIM間隔を補正しても良い。即ち、正規のDTIMカウント値とは異なる値のDTIMカウント値のビーコンを余分に送信することにより、DTIM間隔を補正することができる。
(実施の形態2)
本実施の形態2は、ビーコンを受信する回数を計測して、計測した回数が所定の値以上になった場合に、ビーコン間隔を補正せずにDTIM間隔のみを補正することを特徴とするものである。
本実施の形態2は、ビーコンを受信する回数を計測して、計測した回数が所定の値以上になった場合に、ビーコン間隔を補正せずにDTIM間隔のみを補正することを特徴とするものである。
図10は、本発明の実施の形態2に係る無線LAN通信装置1000の構成を示すブロック図である。
本実施の形態2に係る無線LAN通信装置1000は、図4に示す実施の形態1に係る無線LAN通信装置200において、図10に示すように、カウンタ1001を追加する。なお、図10においては、図4と同一構成である部分には同一の符号を付してその説明は省略する。
ビーコン解析部203は、無線LAN制御部202から入力した検出結果を用いて他局が送信したビーコンを解析する。即ち、ビーコン解析部203は、自己のビーコンの送信前の所定時間内で無線送受信部201が受信したビーコンであるのか、または自己のビーコンの送信後の所定時間内で無線送受信部201が受信したビーコンであるのかを判定する。そして、ビーコン解析部203は、判定結果に応じて、カウンタ1001をカウントアップする。また、ビーコン解析部203は、カウンタ1001のカウント値がしきい値以上になった場合に、ビーコン補正部204に対して、無線LAN制御部202が検出したビーコンに含まれるビーコン間隔情報とDTIM間隔情報とに基づいて、自局のDTIM間隔を補正するように指示する。具体的には、ビーコン解析部203は、ビーコン間隔情報の他局のビーコン間隔と自局のビーコン間隔とが一致する場合で、且つDTIM間隔情報の他局のDTIM間隔と自局のDTIM間隔とが一致する場合に、他局のDTIM間隔と自局のDTIM間隔とが一致しないように、自局のDTIM間隔を補正するように指示する。
計測手段であるカウンタ1001は、ビーコン解析部203の判定結果に応じてビーコンの検出回数を計測する。
次に、無線LAN通信装置1000の動作について、図11を用いて説明する。図11は、無線LAN通信装置1000の動作を示すフロー図である。図11において、自局である無線LAN通信装置1000をアクセスポイントAとするとともに、他局である無線LAN通信装置1000をアクセスポイントBとする。なお、図11においては、図5と同一動作である部分には同一の符号を付してその説明は省略する。
アクセスポイントAのビーコン解析部203は、取得したアクセスポイントBのDTIMカウント値とアクセスポイントAが次に送信するDTIMカウント値の双方が「0」であるか否か判断する(ステップST505)。DTIMカウント値の双方が「0」である場合にはステップST1101に進み、DTIMカウント値の双方が「0」でない場合には処理を終了する。
次に、アクセスポイントAのビーコン解析部203は、無線LAN制御部202が検出したビーコンが自局のビーコンの送信後のビーコン監視区間であるか否かを判定する(ステップST1101)。ここで、本実施の形態2におけるビーコン監視区間は、アクセスポイントAがビーコンを送信する直前及び直後の区間である。
図12は、アクセスポイントAのビーコン1204の送信の直前にアクセスポイントAのビーコン監視区間T1201(送信前監視時間)を設けるとともに、アクセスポイントAのビーコン1204の送信の直後にアクセスポイントAのビーコン監視区間T1202(送信後監視時間)を設けた例を示す図である。即ち、アクセスポイントAが受信したビーコン1203がビーコン監視区間T1201またはビーコン監視区間T1202の中に存在するということは、アクセスポイントAのビーコン1204の送信タイミングとアクセスポイントBのビーコン1203の送信タイミングとが重なる可能性があるということを示している。なお、ビーコン監視区間T1201及びビーコン監視区間T1202の設定期間の長さは、任意の設定にすることができる。
また、カウンタ1001は、ビーコン監視区間T1201でビーコンを検出した際にカウントする送信前干渉カウンタと、ビーコン監視区間T1202でビーコンを検出した際にカウントする送信後干渉カウンタを有する。
図11に戻って、ビーコン監視区間T1202でビーコンを検知した場合は、カウンタ1001の送信後干渉カウンタをカウントアップし(ステップST1102)、ビーコン監視区間T1201でビーコンを検知した場合は、カウンタ1001の送信前干渉カウンタをカウントアップする(ステップST1103)。
次に、アクセスポイントAのビーコン解析部203は、カウンタ1001の送信後干渉カウンタのカウント値がしきい値X(Xは「1」以上の整数)以上であるか否かを判定する(ステップST1104)。
カウンタ1001の送信後干渉カウンタのカウント値がしきい値X以上でない場合には、処理を終了し、カウンタ1001の送信後干渉カウンタのカウント値がしきい値X以上の場合には、自局のビーコン間隔を補正する(ステップST506)。
また、アクセスポイントAのビーコン解析部203は、カウンタ1001の送信前干渉カウンタのカウント値がしきい値Y(Yは「1」以上の整数)以上であるか否かを判定する(ステップST1105)。
カウンタ1001の送信前干渉カウンタのカウント値がしきい値Y以上でない場合には、処理を終了し、カウンタ1001の送信前干渉カウンタのカウント値がしきい値Y以上の場合には、自局のビーコン間隔を補正する(ステップST506)。
次に、アクセスポイントAのビーコン補正部204は、DTIM間隔を補正し(ステップST506)、アクセスポイントAは、補正後のDTIM間隔になるようにビーコンを送信する。
次に、アクセスポイントAのビーコン解析部203は、カウンタ1001の送信前干渉カウンタ及び送信後干渉カウンタをリセットして、カウンタ値を「0」にする(ステップST1106)。なお、カウンタ1001は、ビーコンの送信間隔を補正しない場合でも、一定の時間経過した場合に、送信前干渉カウンタのカウント値及び送信後干渉カウンタのカウント値を「0」にするような設計にしても良い。
また、カウンタ1001における送信前干渉カウンタと送信後干渉カウンタのしきい値は、XとYで異なる値を持つ。カウンタ1001における送信前干渉カウンタと送信後干渉カウンタのしきい値が「1」の場合は、一回のビーコンの検知でDTIM間隔の補正を行うことになる。アクセスポイントAがビーコン監視区間T1202でアクセスポイントBのビーコンを検知した場合は、アクセスポイントBがビーコン監視区間T1201でアクセスポイントAをX回検知した場合にDTIM間隔の補正を行う。また、同時にアクセスポイントAが、ビーコン監視区間T1201でアクセスポイントAをY回検知した場合に同じDTIM間隔の補正を行う。この場合、XとYの値が同じ場合は、補正後も同じタイミングで同じDTIMカウント値を持ったビーコンを送信してしまう。従って、XとYを異なる値にすることにより、XまたはYの何れか一方の小さい値のアクセスポイントが先にDTIM間隔の補正を行い、アクセスポイントA及びアクセスポイントBの互いの干渉を防ぐことができる。また、アクセスポイントBが本実施の形態2の実装を行わないアクセスポイントの場合は、アクセスポイントAはビーコン監視区間T1201ビーコンを検出した場合のみならず、ビーコン監視区間T1202でビーコンを検出した場合においても、ビーコンの送信間隔の補正を行う。これにより、アクセスポイントA及びアクセスポイントBの互いの干渉を防ぐことができる。
このように、本実施の形態2によれば、上記実施の形態1の効果に加えて、ビーコンの検出が所定の回数に達した場合にDTIM間隔を補正するので、DTIM間隔の補正を開始するビーコンの検出回数を各アクセスポイントで異ならせることにより、お互いに同じ補正を行って再びDTIMビーコンを送信するタイミングが同期することを防ぐことができる。即ち、本実施の形態2によれば、他のアクセスポイントが本実施の形態2の構成を実装しているかどうかによらず、自律的にDTIM間隔を補正することができる。その結果、どのような環境下においても、マルチキャスト、ブロードキャストサービスの干渉が回避され、帯域や遅延などのサービス品質の改善を図ることができる。
なお、本実施の形態2において、自局のビーコンの送信直後にビーコン監視区間を設定したが、これに限らず、自局のビーコンの送信直前にビーコン監視区間を設定しても良いし、自局のビーコンの送信直前と送信直後の両方にビーコン監視区間を設定しても良い。自局のビーコンの送信直前にビーコン監視区間を設定した場合には、ステップST505において、受信したビーコンのDTIMカウント値と最後に送信したビーコンのカウント値とを比較するのではなく、受信したビーコンのDTIMカウント値と自局が次に送信するビーコンのDTIMカウント値とを比較する。また、本実施の形態2において、ステップST503でビーコン間隔が同じか否かを判定したが、これに限らず、ステップST503で自局のビーコン間隔が他のアクセスポイントのビーコン間隔の整数倍であるか否か判定し、自局のビーコン間隔が他のアクセスポイントのビーコン間隔の整数倍である場合に、ステップST504に進むようにしても良い。また、本実施の形態2において、ステップST504でDTIM間隔が同じか否かを判定したが、これに限らず、ステップST504で自局のDTIM間隔が他のアクセスポイントのDTIM間隔の整数倍であるか否か判定し、自局のDTIM間隔が他のアクセスポイントのDTIM間隔の整数倍である場合に、ステップST505に進むようにしても良い。
また、本実施の形態2において、DTIMカウント値「1」のビーコンを連続送信することによりDTIM間隔を補正したが、これに限らず、「0」以外の任意の値のDTIMカウント値のビーコンを、DTIMカウント値が「1」のビーコンの次に送信することによりDTIM間隔を補正しても良い。即ち、正規のDTIMカウント値とは異なる値のDTIMカウント値のビーコンを余分に送信することにより、DTIM間隔を補正することができる。また、本実施の形態2において、送信後干渉カウンタで計測した回数と比較するしきい値Xと、送信前干渉カウンタで計測した回数と比較するしきい値Yとを異なる値にしたが、これに限らず、送信後干渉カウンタで計測した回数と比較するしきい値と、送信前干渉カウンタで計測した回数と比較するしきい値とを同じ値にしても良い。
(実施の形態3)
本実施の形態3は、上記実施の形態1及び実施の形態2のようにビーコン間隔を補正せずにDTIM間隔のみを補正するのではなく、ビーコン間隔とは関わりなく自局のビーコンの送信タイミングを所定の規則に従ってずらすことによって、ビーコン間隔とDTIM間隔の双方を補正することを特徴とするものである。全てのビーコンがDTIMビーコンである場合、即ち全てのビーコンのDTIM間隔が「1」の場合は、DTIMカウント値は常に「0」なので、DTIMビーコンのビーコン間隔をずらすという手法は使用できないので、新たなアプローチが必要となる。
本実施の形態3は、上記実施の形態1及び実施の形態2のようにビーコン間隔を補正せずにDTIM間隔のみを補正するのではなく、ビーコン間隔とは関わりなく自局のビーコンの送信タイミングを所定の規則に従ってずらすことによって、ビーコン間隔とDTIM間隔の双方を補正することを特徴とするものである。全てのビーコンがDTIMビーコンである場合、即ち全てのビーコンのDTIM間隔が「1」の場合は、DTIMカウント値は常に「0」なので、DTIMビーコンのビーコン間隔をずらすという手法は使用できないので、新たなアプローチが必要となる。
図13は、本発明の実施の形態3に係るDTIM間隔の補正の方法を示すフロー図である。本実施の形態3において、各無線LAN通信装置が送信するビーコンは、全てDTIMビーコンである。なお、本実施の形態3においては、無線LAN通信装置の構成は図4と同一構成であり、無線LAN通信装置の動作は図5と同一であるので、その説明は省略する。
ビーコン補正部204は、ビーコン解析部203からのトリガを待っており(ステップST1301)、トリガが入力した際には、次に送信するビーコンのビーコン間隔を補正する(ステップST1302)。この際に、ビーコン補正部204は、(1)式を用いてビーコン間隔を補正する。
X=A+A/(B+1) (1)
ただし、Xは、補正後のビーコン間隔
Aは、補正前の現在のビーコン間隔
Bは、検知したアクセスポイントの数
ただし、Xは、補正後のビーコン間隔
Aは、補正前の現在のビーコン間隔
Bは、検知したアクセスポイントの数
次に、ビーコン補正部204は、無線LAN制御部202に対して、次に送信するビーコンから、(1)式より求めた補正後のビーコン間隔Xで送信するように要求し(ステップST1303)、補正後のビーコン間隔Xでのビーコンの送信待ちの状態になる(ステップST1304)。
次に、図14を用いて、DTIM間隔を補正する方法について、さらに詳細に説明する。図14は、DTIM間隔を補正する方法を示す図である。図14において、アクセスポイントBは、一定のビーコン間隔Aで各ビーコン1401〜1404を送信している。また、アクセスポイントAは、ビーコン1405からビーコン1406まではビーコン間隔Aでビーコンを送信する。また、図14において、アクセスポイントAは、次のタイミングで送信するビーコンをビーコン1406とし、ビーコン1406の次に送信するビーコンをビーコン1407とする。
ビーコン補正部204は、ビーコン1406の送信のタイミングでビーコン間隔の補正を開始し、ビーコン1406を送信してからビーコン1407を送信するまでのビーコン間隔Aを、(1)式を用いてビーコン間隔Xに補正する。これにより、ビーコン1406とビーコン1406の次に送信するビーコン1407とのビーコン間隔は補正した後のビーコン間隔Xになり、ビーコン間隔を補正しなければビーコンP0のタイミングで送信されることにより生じる干渉を防ぐことができる。
次に、ビーコン補正部204は、ビーコン1407を送信した後に、ビーコン1407とビーコン1408とのビーコン間隔を、補正後のビーコン間隔Xから補正前のビーコン間隔Aに戻し、無線LAN制御部202に対して、ビーコン間隔Aでビーコン1408を送信するように要求する(ステップST1305)。このようにしてビーコン間隔を補正した後のアクセスポイントAのビーコン1407、1408は、常にアクセスポイントBのビーコン1403、1404の送信タイミングから時間α遅れて送信されることになり、お互いの干渉を防ぐことができる。
本実施の形態3において、上記では、(1)式に示すように、検知したアクセスポイントの数によってXを補正するようにしたが、これに限らず、アクセスポイントAのビーコン間隔を、補正前のビーコン間隔よりも長い任意の長さにすることにより、他のアクセスポイントとの干渉を防ぐことができる。また、検知したアクセスポイントが一つである場合や、複数のアクセスポイントが同時に干渉することがありえない場合は、補正後のビーコン間隔を、補正前のビーコン間隔の周期の半分にするのが良い。例えば、補正前のビーコン間隔が100msである場合、補正後のビーコン間隔は、補正前のビーコン間隔から50msずらすことにより、150msにする。
また、他のビーコン間隔の補正方法としては、同一チャネルのアクセスポイントが自局以外に一つ存在する場合は、補正後のビーコン間隔は、補正前のビーコン間隔の半分ずらす。例えば、アクセスポイントAの補正前のビーコン間隔が100msの場合、アクセスポイントAのビーコン補正部204は、アクセスポイントBのビーコンの受信タイミングから50ms経過してから次のビーコンを送信する。
また、さらに他のビーコン間隔の補正方法としては、同一チャネルかつ同一のビーコン間隔のアクセスポイントが自局以外に複数存在する場合、アクセスポイントAは、自局の補正前のビーコン間隔を、自局も含むアクセスポイントの数で除算した値のビーコンにする。例えば、補正間のビーコン間隔が100msの場合、同一のビーコン間隔の2つの他のアクセスポイントが同一チャネルに存在する場合は、100ms/3(自局も含めてアクセスポイントは合計3つ)により33msずらしたビーコン間隔で次のビーコンを送信する。
このように、本実施の形態3によれば、上記実施の形態1の効果に加えて、全てのビーコンでDTIMビーコンを送信する場合でも、ブロードキャスト/マルチキャストフレームの干渉を軽減することができる。また、本実施の形態3によれば、検知した他のアクセスポイントの数を用いて最適なビーコン間隔を計算することにより、お互いのアクセスポイントのビーコン送信タイミングをなるべく離れさせることができ、複数のアクセスポイントが同一チャネルで共存している環境下においてのブロードキャスト/マルチキャストサービスのサービス品質の劣化を防ぐことができる。
なお、本実施の形態3において、自局のビーコンの送信直前にビーコン監視区間を設定したが、これに限らず、自局のビーコンの送信直後にビーコン監視区間を設定しても良いし、自局のビーコンの送信直前と送信直後の両方にビーコン監視区間を設定しても良い。
本発明にかかる無線LAN通信装置及びビーコン送信方法は、特にブロードキャスト/マルチキャストサービスを複数のアクセスポイントを通して、それぞれのアクセスポイントの配下の端末に提供するのに好適である。
本発明は、特にブロードキャスト/マルチキャストサービスを複数のアクセスポイントを通して、それぞれのアクセスポイントの配下の端末に提供する無線LAN通信装置及びビーコン送信方法に関する。
無線LANインタフェースを搭載した端末が普及するにつれて、バッテリーを電源として動作する端末にとって、省電力制御を行うことが重要になってきており、無線LAN規格において、端末のバッテリー消費を抑制するために、パワーマネージメント機能が用意されている(例えば、非特許文献1)。また、無線LAN規格には、無線のアクセス制御の方法として各アクセスポイントが自律分散的にアクセス制御を行うDCF(Distributed
Coordination Function)と、特定局が集中的にポーリングによりアクセス制御を行うPCF(Point Coordination Function)等がある。
Coordination Function)と、特定局が集中的にポーリングによりアクセス制御を行うPCF(Point Coordination Function)等がある。
一般的なアクセスポイントの設定可能なパラメータとして、ビーコン間隔(Beacon Interval)とDTIM(Delivery Traffic Indication Message)間隔が用意されている。ここで、ビーコン間隔とは、ビーコンを送信する間隔である。また、DTIM間隔とは、送信待ちであるパケットデータを送信することを示す情報を含むビーコン(以下「DTIMビーコン」と記載する)を送信する間隔、即ちアクセスポイントに蓄積されているトラフィックを送信することを示す情報が含まれるDTIMビーコンを送信する間隔であり、ビーコン間隔単位で表す。また、DTIMビーコン後に送信するデータには、ブロードキャストメッセージまたはマルチキャストメッセージを含む。例えば、DTIM間隔が「3」の場合は、ビーコンを三回送信する毎にDTIMビーコンが一回送信されることを意味する。送信されるビーコンがDTIMビーコンか否かは、送信されるビーコンに含まれる情報要素であるTIM情報要素中のDTIMカウント値が「0」であるか否かで決まる。
ビーコン間隔とDTIM間隔は、運用上で変更が可能であるが、一般的にはデフォルト値で運用されている。また、現在無線LANが普及しているところでは、隣り合ったアクセスポイントが同一のチャネルを用いて通信を行うということもありうる。隣り合ったアクセスポイントが同一のチャネルを使って送信するときは、CSMA/CAと呼ばれる、無線LANにおける通信の衝突回避のメカニズムを用いてフレームの送信を制御することで干渉を回避している。
次に、DCFでの省電力制御について、図1を用いて説明する。図1は、インフラストラクチャモードにおける省電力制御の概要を示す図である。図1より、アクセスポイントは、予め設定されたビーコン間隔H1毎にビーコン10またはDTIMビーコン11を送信し、端末A及び端末Bに自分の存在を知らせる。ビーコン10及びDTIMビーコン11には配下の端末A及び端末Bへのフレームが蓄積されていることを示すTIM要素が含まれており、端末はビーコン10及びDTIMビーコン11受信時にTIM情報要素を参照することで、自分宛のフレームが存在することを認識できる。端末A及び端末Bは、無線の送受信部に電源が供給されるアウェイク(Awake)状態と必要最小限の電力しか供給されないドーズ(Doze)状態の二種類の状態を設定することが可能であり、Listen IntervalとReceive DTIMsにより、アウェイク状態にするタイミングを決めることができる。Listen Intervalは、端末A及び端末Bがビーコンを受信する周期、即ちビーコン間隔H1を規定し、Receive DTIMは、DTIMビーコン11を受信するかどうかを表す。ブロードキャスト/マルチキャストサービスを受信する省電力モードの端末A及び端末Bは、DTIMビーコン11を必ず受信しなければならないので、DTIM間隔H2毎にアウェイク状
態15に遷移する。また、アクセスポイントは、DTIMビーコン11を送信した直後に、蓄積しているブロードキャスト/マルチキャストフレーム12を配下の端末に送信する。このようにして、端末は、アウェイク状態とドーズ状態とに設定を変更することにより、常に電源を入れておく場合に比べて、消費電力を削減することができる。なお、アクセスポイントは、端末A及び端末Bから送信されたPSーPoll 13を受信することにより、PSーPoll 13を送信した端末Aまたは端末B宛にユニキャストデータ14を送信する。
態15に遷移する。また、アクセスポイントは、DTIMビーコン11を送信した直後に、蓄積しているブロードキャスト/マルチキャストフレーム12を配下の端末に送信する。このようにして、端末は、アウェイク状態とドーズ状態とに設定を変更することにより、常に電源を入れておく場合に比べて、消費電力を削減することができる。なお、アクセスポイントは、端末A及び端末Bから送信されたPSーPoll 13を受信することにより、PSーPoll 13を送信した端末Aまたは端末B宛にユニキャストデータ14を送信する。
また、従来、上記のように無線端末のパワーマネージメント機能により消費電力の削減を行った場合は、遅延が発生してしまうので、リアルタイム性能を要求するアプリケーションに対しては、DTIM間隔を調節することで、遅延の問題を解決するというものが知られている(例えば、特許文献1)。
IEEE Documents Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications 特開2004−128949号公報
IEEE Documents Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications
しかしながら、従来の装置においては、IEEE802.11標準規格で規定されている省電力モードでは、同一の無線チャネルを用いる複数の隣り合った無線アクセスポイントが同じビーコン間隔及びDTIM間隔を用いるときに、同じタイミングでブロードキャスト/マルチキャストフレームを送信してしまう場合がある。この場合、ビーコンの送信タイミングによってブロードキャスト/マルチキャストフレームの干渉が発生しやすい状況になり、それぞれのアクセスポイント配下でサービスを受けている端末のスループット及びサービスの遅延が悪化する恐れがある。また、アクセスポイント間のサービスによっても、遅延や使用できる帯域に差が生じ、不公平になる恐れがあり、ブロードキャスト/マルチキャストサービスのサービス品質の劣化が発生するという問題がある。
図2は、ブロードキャスト/マルチキャストフレームの干渉が発生する様子を示す図である。図2では、アクセスポイントAが端末Aと通信を行い、アクセスポイントBが端末Bと通信を行っている。アクセスポイントAのビーコン間隔H3とアクセスポイントBのビーコン間隔H4がほぼ同じで、アクセスポイントAのビーコン20を出すタイミングの方がアクセスポイントBのビーコン21を出すタイミングよりも若干早い場合、無線LANにおける通信の衝突回避のメカニズムにより、アクセスポイントBは、アクセスポイントAの送信フレームに対して、ビーコンを出すタイミングを少し遅らせる。
例えば、アクセスポイントBが送信するDTIMビーコン23は、本来、DTIMビーコン26のタイミングで送信されるものであるが、アクセスポイントAがブロードキャスト/マルチキャストフレーム25を送信した後にタイミングを遅らされる。また、同様に、アクセスポイントBが送信するブロードキャスト/マルチキャストフレーム24は、本来、ブロードキャスト/マルチキャストフレーム27のタイミングで送信されるものであるが、アクセスポイントAがブロードキャスト/マルチキャストフレーム25を送信した後で且つアクセスポイントBが送信するDTIMビーコン23を送信した後にタイミングを遅らされる。
この結果、アクセスポイントAから送信するDTIMビーコン22のタイミングとアクセスポイントBから送信するDTIMビーコン23のタイミングとが同じ場合は、アクセスポイントBのブロードキャスト/マルチキャストフレーム24の送信は、常にアクセスポイントAのブロードキャスト/マルチキャストフレーム25の送信よりも後になり、端末Bが受信するブロードキャスト/マルチキャストフレーム24は、端末Aの受信するブ
ロードキャスト/マルチキャストフレーム25に比べて、遅延及びジッタが大きく、使用する帯域も劣化するという問題がある。これは、特にアクセスポイントAとアクセスポイントBが同一のブロードキャスト/マルチキャストフレームを使ったサービスを同時に端末に向かって送信するときに問題が顕著になる。
ロードキャスト/マルチキャストフレーム25に比べて、遅延及びジッタが大きく、使用する帯域も劣化するという問題がある。これは、特にアクセスポイントAとアクセスポイントBが同一のブロードキャスト/マルチキャストフレームを使ったサービスを同時に端末に向かって送信するときに問題が顕著になる。
また、特許文献1では、端末にとってはアプリケーションごとに最適なDTIM間隔にすることで、遅延の改善を行って、リアルタイム性と省電力制御を両立させている。しかしながら、特許文献1では、複数のアクセスポイントの存在を前提としておらず、アクセスポイント間の干渉に関しては、考慮されておらず、複数のアクセスポイント配下のそれぞれの端末が同一のアプリケーションを用いている場合は、アクセスポイントは同じDTIM間隔に設定されてしまう。この結果、複数のアクセスポイント間でDTIMビーコンが同期して、ある特定のアクセスポイント配下の端末だけが遅延及びジッタが大きくなるとともに、アクセスポイント間のブロードキャスト/マルチキャストサービスのときに、お互いに干渉する恐れがあるという問題がある。
本発明の目的は、アクセスポイント間でDTIMビーコンを出すタイミングがほぼ同じ場合は、DTIMビーコンを同期させないようにすることにより、同一チャネルを用いるアクセスポイント間においても、ある特定のアクセスポイント配下の端末だけが遅延及びジッタが大きくなることを防ぐことができ、ブロードキャスト/マルチキャストサービスの際に、お互いに干渉する恐れをなくするとともに、公平なブロードキャスト/マルチキャストサービスを受けることができる無線LAN通信装置及びビーコン送信方法を提供することである。
本発明の無線LAN通信装置は、他局におけるビーコンの送信間隔の情報である第一送信間隔情報と送信待ちであるパケットデータを送信することを示す情報を含むDTIMビーコンの他局における送信間隔の情報である第二送信間隔情報とを含むビーコンを受信する受信手段と、自局のビーコンの送信の直前または直後の所定時間内に前記受信手段で受信したビーコンを検出するビーコン検出手段と、検出した前記ビーコンに含まれる前記第一送信間隔情報及び前記第二送信間隔情報に基づいて、自局における前記DTIMビーコンの送信間隔を補正するビーコン補正手段と、補正した前記送信間隔で前記DTIMビーコンを送信するとともに、前記DTIMビーコンを送信した直後に前記パケットデータを送信する送信手段と、を具備する構成を採る。
また、本発明の無線LAN通信装置は、送信待ちであるパケットデータを送信することを示す情報を含むDTIMビーコンを受信する受信手段と、自局のビーコンの送信の直前または直後の所定時間内に前記受信手段で受信したビーコンを検出するビーコン検出手段と、前記検出手段でビーコンの受信を検出した場合に自局における前記DTIMビーコンの送信間隔を補正するビーコン補正手段と、補正した前記送信間隔で前記DTIMビーコンを送信するとともに、前記DTIMビーコンを送信した直後に前記パケットデータを送信する送信手段と、を具備する構成を採る。
本発明のビーコン送信方法は、他局におけるビーコンの送信間隔の情報である第一送信間隔情報と送信待ちであるパケットデータを送信することを示す情報を含むDTIMビーコンの他局における送信間隔の情報である第二送信間隔情報とを含むビーコンを受信するステップと、自局のビーコンの送信の直前または直後の所定時間内に受信したビーコンを検出するステップと、検出した前記ビーコンに含まれる前記第一送信間隔情報及び前記第二送信間隔情報に基づいて、自局における前記DTIMビーコンの送信間隔を補正するステップと、補正した前記送信間隔で前記DTIMビーコンを送信するステップと、を具備するようにした。
また、本発明のビーコン送信方法は、送信待ちであるパケットデータを送信することを示す情報を含むDTIMビーコンを受信するステップと、自局のビーコンの送信の直前または直後の所定時間内に受信したビーコンを検出するステップと、ビーコンの受信を検出した場合に自局における前記DTIMビーコンの送信間隔を補正するステップと、補正した前記送信間隔で前記DTIMビーコンを送信するステップと、を具備するようにした。
本発明によれば、アクセスポイント間でDTIMビーコンを送信するタイミングがほぼ同じ場合は、DTIMビーコンを同期させないようにすることにより、同一チャネルを用いるアクセスポイント間においても、ある特定のアクセスポイント配下の端末だけが遅延及びジッタが大きくなることを防ぐことができ、ブロードキャスト/マルチキャストサービスの際に、お互いに干渉する恐れをなくするとともに、公平なブロードキャスト/マルチキャストサービスを受けることができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
(実施の形態1)
図3は、本発明の実施の形態1に係るブロードキャスト/マルチキャストサービスの概要を説明する図である。図3に示すように、コンテンツサーバ101に蓄積されているブロードキャスト/マルチキャストサービス配信データは、インターネット102及び複数のアクセスポイント103を介して、各アクセスポイント103の配下の端末装置104に配信される。
図3は、本発明の実施の形態1に係るブロードキャスト/マルチキャストサービスの概要を説明する図である。図3に示すように、コンテンツサーバ101に蓄積されているブロードキャスト/マルチキャストサービス配信データは、インターネット102及び複数のアクセスポイント103を介して、各アクセスポイント103の配下の端末装置104に配信される。
図4は、本発明の実施の形態1に係る無線LAN通信装置200の構成を示すブロック図である。無線LAN通信装置200は、例えば無線LANにおけるアクセスポイント103である。
無線送受信部201は、他のアクセスポイントから送信されたビーコンを受信するとともに、受信したビーコンをダウンコンバートして無線LAN制御部202へ出力する。また、無線送受信部201は、無線LAN制御部202から入力したビーコンをアップコン
バートして送信する。
バートして送信する。
ビーコン検出手段である無線LAN制御部202は、CSMA/CA等のMACレイヤの制御及びアクセス制御を行うものであり、無線送受信部201から入力した、所定時間内に無線送受信部201が受信したビーコンを検出し、検出結果をビーコン解析部203へ出力する。また、無線LAN制御部202は、ビーコン補正部204で指示されたDTIM間隔でビーコンが送信されるようなDTIMビーコンを無線送受信部201へ出力する。
ビーコン補正手段であるビーコン解析部203は、無線LAN制御部202から入力した検出結果を用いて他局が送信したビーコンを解析する。即ち、ビーコン解析部203は、ビーコン補正部204に対して、無線LAN制御部202が検出したビーコンに含まれる、ビーコン間隔の情報であるビーコン間隔情報(第一送信間隔情報)とDTIM間隔の情報であるDTIM間隔情報(第二送信間隔情報)に基づいて、自局のDTIM間隔を補正するように指示する。具体的には、ビーコン解析部203は、ビーコン間隔情報の他局のビーコン間隔と自局のビーコン間隔とが一致する場合で、且つDTIM間隔情報の他局のDTIM間隔と自局のDTIM間隔とが一致する場合に、他局のDTIM間隔と自局のDTIM間隔とが一致しないように、自局のDTIM間隔を補正するように指示する。
ビーコン補正手段であるビーコン補正部204は、ビーコン解析部203から指示された補正後のDTIM間隔でDTIMビーコンを送信するように無線LAN制御部202へ指示する。なお、DTIM間隔の補正の方法の詳細については後述する。
次に、無線LAN通信装置200の動作について、図5を用いて説明する。図5は、無線LAN通信装置200の動作を示すフロー図である。図5において、自局である無線LAN通信装置200をアクセスポイントAとするとともに、他局である無線LAN通信装置200をアクセスポイントBとする。
まず、アクセスポイントAの無線LAN制御部202は、ビーコン監視区間にビーコンを受信したか否かをチェックする(ステップST501)。ここで、ビーコン監視区間とは、アクセスポイントAがビーコンを送信する直前ないし直後の区間である。
図6は、アクセスポイントAのビーコン送信の直前にアクセスポイントAのビーコン監視区間T601を設けた例を示す図である。即ち、アクセスポイントAが受信したビーコン602がビーコン監視区間T601の中に存在するということは、アクセスポイントAのビーコン603の送信タイミングとアクセスポイントBのビーコン602の送信タイミングとが重なる可能性があるということを示している。なお、ビーコン監視区間T601の長さは、任意に設定することができる。
図5に戻って、ステップST501において、ビーコン監視区間T601でない場合は、処理を終了し、ビーコン監視区間T601の場合はステップST502に進む。
次に、アクセスポイントAのビーコン解析部203は、取得したビーコンから、ビーコン間隔(Beacon Period)と、DTIMカウント(DTIM Count)値とDTIM間隔(DTIM Period)の各情報を取り出す(ステップST502)。
図7は、ビーコンに含まれるTIM情報要素のデータフォーマットを示す図である。図7より、TIM情報要素は、ID(Element ID)701と、データ長(Length)702と、DTIMカウント値(DTIM Count)703と、DTIM間隔(DTIM Period)704と、ビットマップコントロール(Bitmap Control)705と、パーシャル・バーチャル・ビ
ットマップ(Partial Virtual Bitmap)706を含む。ビーコン解析部203は、TIM情報要素から、DTIMカウント値703及びDTIM間隔704を取り出す。例えば、DTIM間隔が「3」に設定されている場合は、3回の送信毎にDTIMビーコンが送信される。DTIMカウント値は、DTIMビーコンを送信するまでに送信する必要があるビーコンの個数を示すものである。例えば、自局がDTIMビーコンを送信するときは、DTIMカウント値は必ず「0」になる。ここで、DTIMビーコンに含まれるTIM情報要素中のDTIMカウント値「0」が、送信待ちであるパケットデータを送信することを示す情報である。
ットマップ(Partial Virtual Bitmap)706を含む。ビーコン解析部203は、TIM情報要素から、DTIMカウント値703及びDTIM間隔704を取り出す。例えば、DTIM間隔が「3」に設定されている場合は、3回の送信毎にDTIMビーコンが送信される。DTIMカウント値は、DTIMビーコンを送信するまでに送信する必要があるビーコンの個数を示すものである。例えば、自局がDTIMビーコンを送信するときは、DTIMカウント値は必ず「0」になる。ここで、DTIMビーコンに含まれるTIM情報要素中のDTIMカウント値「0」が、送信待ちであるパケットデータを送信することを示す情報である。
再び図5に戻って、次に、アクセスポイントAのビーコン解析部203は、取得したアクセスポイントBのビーコンのパラメータと次のタイミングでアクセスポイントAが送信するビーコンの中に入るパラメータとの比較を行う。即ち、ビーコン解析部203は、アクセスポイントAとアクセスポイントBの双方のビーコンに含まれるビーコン間隔及びDTIM間隔を比較する(ステップST503)。比較の結果、ビーコン間隔が同じでない場合は処理を終了し、ビーコン間隔が同じ場合は、ステップST504に進む。
次に、DTIM間隔を比較し(ステップST504)、DTIM間隔が同じ場合はステップST505に進み、DTIM間隔が同じでない場合は処理を終了する。
次に、アクセスポイントAのビーコン解析部203は、取得したアクセスポイントBのDTIMカウント値とアクセスポイントAが次に送信するDTIMカウント値の双方が「0」であるか否か判断する(ステップST505)。DTIMカウント値の双方が「0」である場合にはステップST506に進み、DTIMカウント値の双方が「0」でない場合には処理を終了する。
次に、アクセスポイントAのビーコン補正部204は、DTIM間隔を補正し(ステップST506)、アクセスポイントAは、補正後のDTIM間隔になるようにビーコンを送信する。
次に、ステップST506における、ビーコン補正部204でのDTIM間隔の補正の方法の詳細について、図8及び図9を用いて説明する。図8及び図9は、DTIM間隔の補正の方法を示すフロー図である。
ビーコン補正部204は、ビーコン解析部203からのトリガを待っており(ステップST801)、トリガが入力した際には、次に送信するビーコンのDTIMカウント値を無線LAN制御部202から取得する(ステップST802)。
次に、ビーコン補正部204は、無線LAN制御部202から取得したDTIMカウント値が「0」であるか否かを判定する(ステップST803)。ビーコンのDTIMカウント値が「0」ではない場合に、次のビーコンの送信まで待って(ステップST804)、ステップST802に戻る。一方、ビーコンのDTIMカウント値が「0」の場合は、次のビーコンのDTIMカウント値を「0」から「1」に補正することを無線LAN制御部202に要求し(ステップST805)、再びビーコン解析部203からのトリガ待ちに戻る(ステップST801)。
次に、図9を用いて、DTIM間隔の補正の方法について、さらに詳細に説明する。ビーコンは、一定の周期で各アクセスポイントから送信される。また、ビーコンの送信時には、DTIMカウント値は、ビーコンの送信の度に「1」減らされて送信される。DTIMカウント値が「0」のDTIMビーコンの次のビーコン、即ちDTIMビーコンの次のビーコンには、DTIM間隔から「1」を引いた値が入る。
例えば、DTIM間隔が「3」の場合、DTIMカウント値は、ビーコン901〜905を送信する度に「2」、「1」、「0」、「2」、「1」、「0」、・・・の順番で変化する。ビーコン補正部204は、起動した後の最初のDTIMカウント値「1」のビーコン908の次に送信するビーコン909において、再度DTIMカウント値「1」のビーコン909を送信する。端末は、DTIMカウント値「1」のビーコン908、909を受信すると、次に受信するビーコンがDTIMビーコンであると認識して、次のビーコンの受信タイミングにおいてもアウェイク状態912に設定する。そして、アクセスポイントAは、DTIMカウント値「0」のDTIMビーコン910を送信した直後に、ブロードキャスト/マルチキャストフレームを端末に送信する。以上の動作によりアクセスポイントBのDTIMビーコン903の送信タイミングとアクセスポイントAのDTIMビーコン910の送信タイミングとが異なることになり、ブロードキャスト/マルチキャストフレームの送信時におけるアクセスポイントAとアクセスポイントBの互いの通信の干渉を防ぐことができる。なお、ビーコン解析部203は、DTIM間隔が「2」以上のときのみ有効である。
このように、本実施の形態1によれば、アクセスポイント間でビーコン間隔とDTIM間隔が同期していないか否かを見極め、同期する場合には、DTIM間隔を補正することで、同一チャネルを用いるアクセスポイント間においても、ある特定のアクセスポイント配下の端末だけが遅延及びジッタが大きくなることを防ぐことができ、ブロードキャスト/マルチキャストサービスの際に、お互いに干渉する恐れをなくするとともに、公平なブロードキャスト/マルチキャストサービスを受けることができる。
なお、本実施の形態1において、自局のビーコンの送信直前にビーコン監視区間を設定したが、これに限らず、自局のビーコンの送信直後にビーコン監視区間を設定しても良いし、自局のビーコンの送信直前と送信直後の両方にビーコン監視区間を設定しても良い。自局のビーコンの送信直後にビーコン監視区間を設定した場合には、ステップST505において、受信したビーコンのDTIMカウント値と次に自局が送信するビーコンのDTIMカウント値とを比較するのではなく、受信したビーコンのDTIMカウント値と自局が最後に送信したビーコンのDTIMカウント値とを比較する。また、本実施の形態1において、ステップST503でビーコン間隔が同じか否かを判定したが、これに限らず、ステップST503で自局のビーコン間隔が他のアクセスポイントのビーコン間隔の整数倍であるか否か判定し、自局のビーコン間隔が他のアクセスポイントのビーコン間隔の整数倍である場合に、ステップST504に進むようにしても良い。また、本実施の形態1において、ステップST504でDTIM間隔が同じか否かを判定したが、これに限らず、ステップST504で自局のDTIM間隔が他のアクセスポイントのDTIM間隔の整数倍であるか否か判定し、自局のDTIM間隔が他のアクセスポイントのDTIM間隔の整数倍である場合に、ステップST505に進むようにしても良い。
また、本実施の形態1において、DTIMカウント値「1」のビーコンを連続送信することによりDTIM間隔を補正したが、これに限らず、「0」以外の任意の値のDTIMカウント値のビーコンを、DTIMカウント値が「1」のビーコンの次に送信することによりDTIM間隔を補正しても良い。即ち、正規のDTIMカウント値とは異なる値のDTIMカウント値のビーコンを余分に送信することにより、DTIM間隔を補正することができる。
(実施の形態2)
本実施の形態2は、ビーコンを受信する回数を計測して、計測した回数が所定の値以上になった場合に、ビーコン間隔を補正せずにDTIM間隔のみを補正することを特徴とするものである。
本実施の形態2は、ビーコンを受信する回数を計測して、計測した回数が所定の値以上になった場合に、ビーコン間隔を補正せずにDTIM間隔のみを補正することを特徴とするものである。
図10は、本発明の実施の形態2に係る無線LAN通信装置1000の構成を示すブロック図である。
本実施の形態2に係る無線LAN通信装置1000は、図4に示す実施の形態1に係る無線LAN通信装置200において、図10に示すように、カウンタ1001を追加する。なお、図10においては、図4と同一構成である部分には同一の符号を付してその説明は省略する。
ビーコン解析部203は、無線LAN制御部202から入力した検出結果を用いて他局が送信したビーコンを解析する。即ち、ビーコン解析部203は、自己のビーコンの送信前の所定時間内で無線送受信部201が受信したビーコンであるのか、または自己のビーコンの送信後の所定時間内で無線送受信部201が受信したビーコンであるのかを判定する。そして、ビーコン解析部203は、判定結果に応じて、カウンタ1001をカウントアップする。また、ビーコン解析部203は、カウンタ1001のカウント値がしきい値以上になった場合に、ビーコン補正部204に対して、無線LAN制御部202が検出したビーコンに含まれるビーコン間隔情報とDTIM間隔情報とに基づいて、自局のDTIM間隔を補正するように指示する。具体的には、ビーコン解析部203は、ビーコン間隔情報の他局のビーコン間隔と自局のビーコン間隔とが一致する場合で、且つDTIM間隔情報の他局のDTIM間隔と自局のDTIM間隔とが一致する場合に、他局のDTIM間隔と自局のDTIM間隔とが一致しないように、自局のDTIM間隔を補正するように指示する。
計測手段であるカウンタ1001は、ビーコン解析部203の判定結果に応じてビーコンの検出回数を計測する。
次に、無線LAN通信装置1000の動作について、図11を用いて説明する。図11は、無線LAN通信装置1000の動作を示すフロー図である。図11において、自局である無線LAN通信装置1000をアクセスポイントAとするとともに、他局である無線LAN通信装置1000をアクセスポイントBとする。なお、図11においては、図5と同一動作である部分には同一の符号を付してその説明は省略する。
アクセスポイントAのビーコン解析部203は、取得したアクセスポイントBのDTIMカウント値とアクセスポイントAが次に送信するDTIMカウント値の双方が「0」であるか否か判断する(ステップST505)。DTIMカウント値の双方が「0」である場合にはステップST1101に進み、DTIMカウント値の双方が「0」でない場合には処理を終了する。
次に、アクセスポイントAのビーコン解析部203は、無線LAN制御部202が検出したビーコンが自局のビーコンの送信後のビーコン監視区間であるか否かを判定する(ステップST1101)。ここで、本実施の形態2におけるビーコン監視区間は、アクセスポイントAがビーコンを送信する直前及び直後の区間である。
図12は、アクセスポイントAのビーコン1204の送信の直前にアクセスポイントAのビーコン監視区間T1201(送信前監視時間)を設けるとともに、アクセスポイントAのビーコン1204の送信の直後にアクセスポイントAのビーコン監視区間T1202(送信後監視時間)を設けた例を示す図である。即ち、アクセスポイントAが受信したビーコン1203がビーコン監視区間T1201またはビーコン監視区間T1202の中に存在するということは、アクセスポイントAのビーコン1204の送信タイミングとアクセスポイントBのビーコン1203の送信タイミングとが重なる可能性があるということ
を示している。なお、ビーコン監視区間T1201及びビーコン監視区間T1202の設定期間の長さは、任意の設定にすることができる。
を示している。なお、ビーコン監視区間T1201及びビーコン監視区間T1202の設定期間の長さは、任意の設定にすることができる。
また、カウンタ1001は、ビーコン監視区間T1201でビーコンを検出した際にカウントする送信前干渉カウンタと、ビーコン監視区間T1202でビーコンを検出した際にカウントする送信後干渉カウンタを有する。
図11に戻って、ビーコン監視区間T1202でビーコンを検知した場合は、カウンタ1001の送信後干渉カウンタをカウントアップし(ステップST1102)、ビーコン監視区間T1201でビーコンを検知した場合は、カウンタ1001の送信前干渉カウンタをカウントアップする(ステップST1103)。
次に、アクセスポイントAのビーコン解析部203は、カウンタ1001の送信後干渉カウンタのカウント値がしきい値X(Xは「1」以上の整数)以上であるか否かを判定する(ステップST1104)。
カウンタ1001の送信後干渉カウンタのカウント値がしきい値X以上でない場合には、処理を終了し、カウンタ1001の送信後干渉カウンタのカウント値がしきい値X以上の場合には、自局のビーコン間隔を補正する(ステップST506)。
また、アクセスポイントAのビーコン解析部203は、カウンタ1001の送信前干渉カウンタのカウント値がしきい値Y(Yは「1」以上の整数)以上であるか否かを判定する(ステップST1105)。
カウンタ1001の送信前干渉カウンタのカウント値がしきい値Y以上でない場合には、処理を終了し、カウンタ1001の送信前干渉カウンタのカウント値がしきい値Y以上の場合には、自局のビーコン間隔を補正する(ステップST506)。
次に、アクセスポイントAのビーコン補正部204は、DTIM間隔を補正し(ステップST506)、アクセスポイントAは、補正後のDTIM間隔になるようにビーコンを送信する。
次に、アクセスポイントAのビーコン解析部203は、カウンタ1001の送信前干渉カウンタ及び送信後干渉カウンタをリセットして、カウンタ値を「0」にする(ステップST1106)。なお、カウンタ1001は、ビーコンの送信間隔を補正しない場合でも、一定の時間経過した場合に、送信前干渉カウンタのカウント値及び送信後干渉カウンタのカウント値を「0」にするような設計にしても良い。
また、カウンタ1001における送信前干渉カウンタと送信後干渉カウンタのしきい値は、XとYで異なる値を持つ。カウンタ1001における送信前干渉カウンタと送信後干渉カウンタのしきい値が「1」の場合は、一回のビーコンの検知でDTIM間隔の補正を行うことになる。アクセスポイントAがビーコン監視区間T1202でアクセスポイントBのビーコンを検知した場合は、アクセスポイントBがビーコン監視区間T1201でアクセスポイントAをX回検知した場合にDTIM間隔の補正を行う。また、同時にアクセスポイントAが、ビーコン監視区間T1201でアクセスポイントAをY回検知した場合に同じDTIM間隔の補正を行う。この場合、XとYの値が同じ場合は、補正後も同じタイミングで同じDTIMカウント値を持ったビーコンを送信してしまう。従って、XとYを異なる値にすることにより、XまたはYの何れか一方の小さい値のアクセスポイントが先にDTIM間隔の補正を行い、アクセスポイントA及びアクセスポイントBの互いの干渉を防ぐことができる。また、アクセスポイントBが本実施の形態2の実装を行わないア
クセスポイントの場合は、アクセスポイントAはビーコン監視区間T1201ビーコンを検出した場合のみならず、ビーコン監視区間T1202でビーコンを検出した場合においても、ビーコンの送信間隔の補正を行う。これにより、アクセスポイントA及びアクセスポイントBの互いの干渉を防ぐことができる。
クセスポイントの場合は、アクセスポイントAはビーコン監視区間T1201ビーコンを検出した場合のみならず、ビーコン監視区間T1202でビーコンを検出した場合においても、ビーコンの送信間隔の補正を行う。これにより、アクセスポイントA及びアクセスポイントBの互いの干渉を防ぐことができる。
このように、本実施の形態2によれば、上記実施の形態1の効果に加えて、ビーコンの検出が所定の回数に達した場合にDTIM間隔を補正するので、DTIM間隔の補正を開始するビーコンの検出回数を各アクセスポイントで異ならせることにより、お互いに同じ補正を行って再びDTIMビーコンを送信するタイミングが同期することを防ぐことができる。即ち、本実施の形態2によれば、他のアクセスポイントが本実施の形態2の構成を実装しているかどうかによらず、自律的にDTIM間隔を補正することができる。その結果、どのような環境下においても、マルチキャスト、ブロードキャストサービスの干渉が回避され、帯域や遅延などのサービス品質の改善を図ることができる。
なお、本実施の形態2において、自局のビーコンの送信直後にビーコン監視区間を設定したが、これに限らず、自局のビーコンの送信直前にビーコン監視区間を設定しても良いし、自局のビーコンの送信直前と送信直後の両方にビーコン監視区間を設定しても良い。自局のビーコンの送信直前にビーコン監視区間を設定した場合には、ステップST505において、受信したビーコンのDTIMカウント値と最後に送信したビーコンのカウント値とを比較するのではなく、受信したビーコンのDTIMカウント値と自局が次に送信するビーコンのDTIMカウント値とを比較する。また、本実施の形態2において、ステップST503でビーコン間隔が同じか否かを判定したが、これに限らず、ステップST503で自局のビーコン間隔が他のアクセスポイントのビーコン間隔の整数倍であるか否か判定し、自局のビーコン間隔が他のアクセスポイントのビーコン間隔の整数倍である場合に、ステップST504に進むようにしても良い。また、本実施の形態2において、ステップST504でDTIM間隔が同じか否かを判定したが、これに限らず、ステップST504で自局のDTIM間隔が他のアクセスポイントのDTIM間隔の整数倍であるか否か判定し、自局のDTIM間隔が他のアクセスポイントのDTIM間隔の整数倍である場合に、ステップST505に進むようにしても良い。
また、本実施の形態2において、DTIMカウント値「1」のビーコンを連続送信することによりDTIM間隔を補正したが、これに限らず、「0」以外の任意の値のDTIMカウント値のビーコンを、DTIMカウント値が「1」のビーコンの次に送信することによりDTIM間隔を補正しても良い。即ち、正規のDTIMカウント値とは異なる値のDTIMカウント値のビーコンを余分に送信することにより、DTIM間隔を補正することができる。また、本実施の形態2において、送信後干渉カウンタで計測した回数と比較するしきい値Xと、送信前干渉カウンタで計測した回数と比較するしきい値Yとを異なる値にしたが、これに限らず、送信後干渉カウンタで計測した回数と比較するしきい値と、送信前干渉カウンタで計測した回数と比較するしきい値とを同じ値にしても良い。
(実施の形態3)
本実施の形態3は、上記実施の形態1及び実施の形態2のようにビーコン間隔を補正せずにDTIM間隔のみを補正するのではなく、ビーコン間隔とは関わりなく自局のビーコンの送信タイミングを所定の規則に従ってずらすことによって、ビーコン間隔とDTIM間隔の双方を補正することを特徴とするものである。全てのビーコンがDTIMビーコンである場合、即ち全てのビーコンのDTIM間隔が「1」の場合は、DTIMカウント値は常に「0」なので、DTIMビーコンのビーコン間隔をずらすという手法は使用できないので、新たなアプローチが必要となる。
本実施の形態3は、上記実施の形態1及び実施の形態2のようにビーコン間隔を補正せずにDTIM間隔のみを補正するのではなく、ビーコン間隔とは関わりなく自局のビーコンの送信タイミングを所定の規則に従ってずらすことによって、ビーコン間隔とDTIM間隔の双方を補正することを特徴とするものである。全てのビーコンがDTIMビーコンである場合、即ち全てのビーコンのDTIM間隔が「1」の場合は、DTIMカウント値は常に「0」なので、DTIMビーコンのビーコン間隔をずらすという手法は使用できないので、新たなアプローチが必要となる。
図13は、本発明の実施の形態3に係るDTIM間隔の補正の方法を示すフロー図であ
る。本実施の形態3において、各無線LAN通信装置が送信するビーコンは、全てDTIMビーコンである。なお、本実施の形態3においては、無線LAN通信装置の構成は図4と同一構成であり、無線LAN通信装置の動作は図5と同一であるので、その説明は省略する。
る。本実施の形態3において、各無線LAN通信装置が送信するビーコンは、全てDTIMビーコンである。なお、本実施の形態3においては、無線LAN通信装置の構成は図4と同一構成であり、無線LAN通信装置の動作は図5と同一であるので、その説明は省略する。
ビーコン補正部204は、ビーコン解析部203からのトリガを待っており(ステップST1301)、トリガが入力した際には、次に送信するビーコンのビーコン間隔を補正する(ステップST1302)。この際に、ビーコン補正部204は、(1)式を用いてビーコン間隔を補正する。
X=A+A/(B+1) (1)
ただし、Xは、補正後のビーコン間隔
Aは、補正前の現在のビーコン間隔
Bは、検知したアクセスポイントの数
ただし、Xは、補正後のビーコン間隔
Aは、補正前の現在のビーコン間隔
Bは、検知したアクセスポイントの数
次に、ビーコン補正部204は、無線LAN制御部202に対して、次に送信するビーコンから、(1)式より求めた補正後のビーコン間隔Xで送信するように要求し(ステップST1303)、補正後のビーコン間隔Xでのビーコンの送信待ちの状態になる(ステップST1304)。
次に、図14を用いて、DTIM間隔を補正する方法について、さらに詳細に説明する。図14は、DTIM間隔を補正する方法を示す図である。図14において、アクセスポイントBは、一定のビーコン間隔Aで各ビーコン1401〜1404を送信している。また、アクセスポイントAは、ビーコン1405からビーコン1406まではビーコン間隔Aでビーコンを送信する。また、図14において、アクセスポイントAは、次のタイミングで送信するビーコンをビーコン1406とし、ビーコン1406の次に送信するビーコンをビーコン1407とする。
ビーコン補正部204は、ビーコン1406の送信のタイミングでビーコン間隔の補正を開始し、ビーコン1406を送信してからビーコン1407を送信するまでのビーコン間隔Aを、(1)式を用いてビーコン間隔Xに補正する。これにより、ビーコン1406とビーコン1406の次に送信するビーコン1407とのビーコン間隔は補正した後のビーコン間隔Xになり、ビーコン間隔を補正しなければビーコンP0のタイミングで送信されることにより生じる干渉を防ぐことができる。
次に、ビーコン補正部204は、ビーコン1407を送信した後に、ビーコン1407とビーコン1408とのビーコン間隔を、補正後のビーコン間隔Xから補正前のビーコン間隔Aに戻し、無線LAN制御部202に対して、ビーコン間隔Aでビーコン1408を送信するように要求する(ステップST1305)。このようにしてビーコン間隔を補正した後のアクセスポイントAのビーコン1407、1408は、常にアクセスポイントBのビーコン1403、1404の送信タイミングから時間α遅れて送信されることになり、お互いの干渉を防ぐことができる。
本実施の形態3において、上記では、(1)式に示すように、検知したアクセスポイントの数によってXを補正するようにしたが、これに限らず、アクセスポイントAのビーコン間隔を、補正前のビーコン間隔よりも長い任意の長さにすることにより、他のアクセスポイントとの干渉を防ぐことができる。また、検知したアクセスポイントが一つである場合や、複数のアクセスポイントが同時に干渉することがありえない場合は、補正後のビーコン間隔を、補正前のビーコン間隔の周期の半分にするのが良い。例えば、補正前のビー
コン間隔が100msである場合、補正後のビーコン間隔は、補正前のビーコン間隔から50msずらすことにより、150msにする。
コン間隔が100msである場合、補正後のビーコン間隔は、補正前のビーコン間隔から50msずらすことにより、150msにする。
また、他のビーコン間隔の補正方法としては、同一チャネルのアクセスポイントが自局以外に一つ存在する場合は、補正後のビーコン間隔は、補正前のビーコン間隔の半分ずらす。例えば、アクセスポイントAの補正前のビーコン間隔が100msの場合、アクセスポイントAのビーコン補正部204は、アクセスポイントBのビーコンの受信タイミングから50ms経過してから次のビーコンを送信する。
また、さらに他のビーコン間隔の補正方法としては、同一チャネルかつ同一のビーコン間隔のアクセスポイントが自局以外に複数存在する場合、アクセスポイントAは、自局の補正前のビーコン間隔を、自局も含むアクセスポイントの数で除算した値のビーコンにする。例えば、補正間のビーコン間隔が100msの場合、同一のビーコン間隔の2つの他のアクセスポイントが同一チャネルに存在する場合は、100ms/3(自局も含めてアクセスポイントは合計3つ)により33msずらしたビーコン間隔で次のビーコンを送信する。
このように、本実施の形態3によれば、上記実施の形態1の効果に加えて、全てのビーコンでDTIMビーコンを送信する場合でも、ブロードキャスト/マルチキャストフレームの干渉を軽減することができる。また、本実施の形態3によれば、検知した他のアクセスポイントの数を用いて最適なビーコン間隔を計算することにより、お互いのアクセスポイントのビーコン送信タイミングをなるべく離れさせることができ、複数のアクセスポイントが同一チャネルで共存している環境下においてのブロードキャスト/マルチキャストサービスのサービス品質の劣化を防ぐことができる。
なお、本実施の形態3において、自局のビーコンの送信直前にビーコン監視区間を設定したが、これに限らず、自局のビーコンの送信直後にビーコン監視区間を設定しても良いし、自局のビーコンの送信直前と送信直後の両方にビーコン監視区間を設定しても良い。
本発明にかかる無線LAN通信装置及びビーコン送信方法は、特にブロードキャスト/マルチキャストサービスを複数のアクセスポイントを通して、それぞれのアクセスポイントの配下の端末に提供するのに好適である。
Claims (13)
- 他局におけるビーコンの送信間隔の情報である第一送信間隔情報と送信待ちであるパケットデータを送信することを示す情報を含むDTIMビーコンの他局における送信間隔の情報である第二送信間隔情報とを含むビーコンを受信する受信手段と、
自局のビーコンの送信の直前または直後の所定時間内に前記受信手段で受信したビーコンを検出するビーコン検出手段と、
検出した前記ビーコンに含まれる前記第一送信間隔情報及び前記第二送信間隔情報に基づいて、自局における前記DTIMビーコンの送信間隔を補正するビーコン補正手段と、
補正した前記送信間隔で前記DTIMビーコンを送信するとともに、前記DTIMビーコンを送信した直後に前記パケットデータを送信する送信手段と、
を具備する無線LAN通信装置。 - 前記ビーコン補正手段は、前記第二送信間隔情報の送信間隔と自局における前記DTIMビーコンの送信間隔とが一致する場合で、且つ前記第一送信間隔情報の送信間隔と自局のビーコンの送信間隔とが一致する場合に、前記第二送信間隔情報の送信間隔と自局における前記DTIMビーコンの送信間隔とが一致しないように自局における前記DTIMビーコンの送信間隔を補正する請求項1記載の無線LAN通信装置。
- 前記送信手段は、一定の周期でビーコンを送信し、
前記ビーコン補正手段は、前記送信手段で次に送信するビーコンが前記DTIMビーコンである場合に、前記DTIMビーコンを送信する前に前記DTIMビーコンではないビーコンを少なくとも1回余計に送信することにより自局における前記DTIMビーコンの送信間隔を補正する請求項1記載の無線LAN通信装置。 - 前記ビーコン検出手段でビーコンを検出した回数を計測する計測手段を具備し、
前記ビーコン補正手段は、前記計測手段で計測した回数がしきい値以上になった場合に自局における前記DTIMビーコンの送信間隔を補正する請求項1記載の無線LAN通信装置。 - 前記ビーコン検出手段は、自局のビーコンの送信の直前の所定時間である送信前監視時間内と自局のビーコンの送信の直後の所定時間である送信後監視時間内との双方における前記受信手段で受信したビーコンを検出し、
前記計測手段は、前記送信前監視時間内に前記受信手段で受信したビーコンを検出した場合と、前記送信後監視時間内に前記受信手段で受信したビーコンを検出した場合とで個別に前記回数を計測し、
前記ビーコン補正手段は、計測した前記送信前監視時間内の前記回数と計測した前記送信後監視時間内の前記回数の何れか一方がしきい値以上になった場合に、自局における前記DTIMビーコンの送信間隔を補正する請求項4記載の無線LAN通信装置。 - 前記ビーコン補正手段は、計測した前記送信前監視時間内の前記回数と比較するしきい値と、計測した前記送信後監視時間内の前記回数と比較するしきい値とを異なる値に設定する請求項5記載の無線LAN通信装置。
- 送信待ちであるパケットデータを送信することを示す情報を含むDTIMビーコンを受信する受信手段と、
自局のビーコンの送信の直前または直後の所定時間内に前記受信手段で受信したビーコンを検出するビーコン検出手段と、
前記検出手段でビーコンの受信を検出した場合に自局における前記DTIMビーコンの送信間隔を補正するビーコン補正手段と、
補正した前記送信間隔で前記DTIMビーコンを送信するとともに、前記DTIMビーコンを送信した直後に前記パケットデータを送信する送信手段と、
を具備する無線LAN通信装置。 - 前記ビーコン補正手段は、前記ビーコン検出手段で検出したビーコンを送信した他局の数に「1」を加算した値で補正前の前記送信間隔を除算することにより求めた送信間隔に補正する請求項7記載の無線LAN通信装置。
- 前記ビーコン補正手段は、補正後の前記送信間隔で自局のビーコンを1回送信した後の次の自局のビーコンを送信する際に補正前の前記送信間隔に戻す請求項7記載の無線LAN通信装置。
- 前記ビーコン補正手段は、自局における前記DTIMビーコンの送信間隔が補正前よりも所定時間長くなるように補正する請求項7記載無線LAN通信装置。
- 前記ビーコン補正手段は、前記検出手段で検出したビーコンの他局における送信間隔の半分の時間を、補正前の自局における前記DTIMビーコンの送信間隔に加算することにより、自局における前記DTIMビーコンの送信間隔が補正前よりも長くなるように補正する請求項10記載の無線LAN通信装置。
- 他局におけるビーコンの送信間隔の情報である第一送信間隔情報と送信待ちであるパケットデータを送信することを示す情報を含むDTIMビーコンの他局における送信間隔の情報である第二送信間隔情報とを含むビーコンを受信するステップと、
自局のビーコンの送信の直前または直後の所定時間内に受信したビーコンを検出するステップと、
検出した前記ビーコンに含まれる前記第一送信間隔情報及び前記第二送信間隔情報に基づいて、自局における前記DTIMビーコンの送信間隔を補正するステップと、
補正した前記送信間隔で前記DTIMビーコンを送信するステップと、
を具備するビーコン送信方法。 - 送信待ちであるパケットデータを送信することを示す情報を含むDTIMビーコンを受信するステップと、
自局のビーコンの送信の直前または直後の所定時間内に受信したビーコンを検出するステップと、
ビーコンの受信を検出した場合に自局における前記DTIMビーコンの送信間隔を補正するステップと、
補正した前記送信間隔で前記DTIMビーコンを送信するステップと、
を具備するビーコン送信方法。
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