WO2022137481A1 - 無線通信管理装置、無線通信管理方法、及び無線通信管理プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
1.1 概要
基地局及び端末が自律分散的に動作する無線LANでは、衝突を回避するためのアクセス制御方式としてCSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)が採用され得る。CSMA/CAでは、データフレームを送信しようとする端末は、まずキャリアセンスにより使用するチャネル(周波数帯)の使用状況を確認する。チャネルが未使用であれば、端末はランダム時間待機した後に送信を開始する。チャネルが使用中の場合、端末は一定時間待ってから再び送信を試みる。このように、各端末は、衝突を回避するため自律的にデータフレームの送信タイミングを決定する。
図1の上側は、RTS/CTS不使用の場合の、端末STA2(送信側(TX))が基地局AP(受信側(RX))にデータフレームを送信するシーケンス時間の例を示す。T11においてアクセスシーケンスが開始され、端末STA2は、キャリアセンスを行う。チャネルが未使用であれば、端末STA2は、衝突を回避するためにさらにランダム待機時間を経過した後、T12においてデータフレームの送信を開始する。T13において端末STA2はデータフレームの送信を終了する。基地局APは、データフレームを受信してからフレーム間時間経過後のT14においてデータを正常に受信したことを示す応答を返す。T15において端末STA2が応答を受信する。この例では、シーケンス時間は、T11からT15までの期間に対応する。
図2の上側は、RTS/CTS不使用の場合の、端末STA1と端末STA2が同時に基地局APにデータフレームを送信しようと試みて衝突が発生するときの損失時間の例を示す。図1と同様に、T31においてアクセスシーケンスが開始され、端末STA2は、キャリアセンスを行い、ランダム待機時間を経過した後のT32においてデータフレームの送信を開始する。しかし、この例では、偶然に他の端末STA1と送信タイミングが重なり、フレーム衝突が発生している。端末STA2は、T33における送信終了後、応答待機時間だけ基地局APからの応答を待つ。基地局APは、衝突によりフレームを正常に受信しないので、応答を返さない。端末STA2は、T34においてタイムアウトすると、データフレームの再送を試みる。この例では、損失時間は、T31からT34までの期間に対応する。
1.2.1 全体構成
まず、実施形態に係る通信システムの構成について説明する。
図3は、実施形態に係る通信システムの構成の一例を示すブロック図である。
図3に示すように、通信システム1は、無線通信システム2の無線環境を管理するシステムである。通信システム1は、無線通信管理装置100と、複数の基地局200-1及び200-2と、複数の端末300-1、300-2、及び300-3と、外部サーバ400と、データサーバ500と、を備える。複数の基地局200-1及び200-2、並びに複数の端末300-1~300-3は、無線通信システム2を構成する。
次に、実施形態に係る通信システム内の主要な構成のハードウェア構成について説明する。
図4は、実施形態に係る無線通信管理装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
無線通信管理装置100は、制御回路101、メモリ102、有線通信モジュール103、ユーザインタフェース104、タイマ105、及びドライブ106を含む。
図5は、実施形態に係る基地局のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
図5に示すように、基地局200は、制御回路201、メモリ202、有線通信モジュール203、及び無線通信モジュール204を含む。
図6は、実施形態に係る端末のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
図6に示すように、端末300は、制御回路301、メモリ302、無線通信モジュール303、センサ304、及びバッテリ305を含む。
次に、実施形態に係る通信システム内の主要な構成の機能構成について説明する。
図7は、実施形態に係る無線通信管理装置の機能構成の一例を示すブロック図である。
制御回路101のCPUは、メモリ102又は記憶媒体107に記憶された無線通信管理プログラムをRAMに展開する。そして、制御回路101のCPUは、RAMに展開された無線通信管理プログラムを解釈及び実行することにより各構成要素102~106を制御する。これによって、図7に示されるように、無線通信管理装置100は、ユーザ入力部111、有線信号受信部112、制御情報生成部113、判定部114、有線信号送信部115、及びコマンドライブラリ116を備えるコンピュータとして機能する。
図9は、実施形態に係る基地局の機能構成の一例を示すブロック図である。
制御回路201のCPUは、無線通信管理装置100から送信された各種コマンドに基づいて各構成要素202~204を制御する。これによって、図9に示されるように、基地局200は、有線信号受信部211、無線信号受信部212、収集部213、更新部214、有線信号送信部215、及び無線信号送信部216を備えるコンピュータとして機能する。
図10は、実施形態に係る端末の機能構成の一例を示すブロック図である。
制御回路301のCPUは、無線通信管理装置100から送信された各種コマンドに基づいて各構成要素302及び303を制御する。これによって、図10に示されるように、端末300は、無線信号受信部311、収集部312、更新部313、及び無線信号送信部314を備えるコンピュータとして機能する。
次に、実施形態に係る無線通信管理装置の動作について説明する。
・無線LAN規格: IEEE 802.11ah
・データ送信MCS(Modulation and Coding Scheme): MCS7
・帯域幅: 1MHz
・MPDU payload size: 1500byte
・Aggregation: 6MPDUs
・RTS/CTS送信MCS: MCS0
・1台あたりの要求スループット: 100kbps
実施形態によれば、無線通信管理装置100は、各基地局200に接続する端末300に関する無線環境情報を取得する。無線通信管理装置100は、無線環境情報に基づき、各端末300から基地局200にデータを送信するためのスループットを満たす制御値を決定する。無線通信管理装置100は、更新コマンドを使用して、制御値の決定結果を各基地局20に通知する。これにより、無線通信管理装置100は、基地局200毎に、収集された無線環境情報に基づく無線環境の最適化を図ることができる。
なお、上述した実施形態には、種々の変形が適用可能である。
例えば、上述した実施形態では、端末300と基地局200とがダイレクトに無線通信する場合について説明したが、これに限られない。例えば、端末300と基地局200とは、無線通信を中継する基地局(中継基地局)を介して、互いに無線通信するように構成されてもよい。
図14に示すように、通信システム1Aは、無線通信システム2Aを含む。
無線通信システム2Aは、複数の基地局200-1及び200-2と、中継基地局200Aと、複数の端末300-1~300-3と、を含む。
図15に示すように、中継基地局200Aは、無線信号受信部212A、収集部213A、更新部214A、及び無線信号送信部216Aを備えるコンピュータとして機能する。
また、例えば、上述した実施形態では、無線通信管理プログラムが、オンプレミスの無線通信管理装置100で実行される場合について説明したが、これに限られない。例えば、無線通信管理プログラムは、クラウド上の計算リソースで実行されてもよい。
2,2A…無線通信システム
100…無線通信管理装置
200-1,200-2…基地局
200A…中継基地局
300-1,300-2,300-3…端末
400…外部サーバ
500…データサーバ
101,201,301…制御回路
102,202,302…メモリ
103,203…有線通信モジュール
104…ユーザインタフェース
105…タイマ
106…ドライブ
107…記憶媒体
204,303…無線通信モジュール
304…センサ
305…バッテリ
111…ユーザ入力部
112,211…有線信号受信部
113…制御情報生成部
1131…情報取得部
1132…第1決定部
1133…第2決定部
114…判定部
115,215…有線信号送信部
116…コマンドライブラリ
212,212A,311…無線信号受信部
213,213A,312…収集部
214,214A,313…更新部
216,216A,314…無線信号送信部
Claims (7)
- 基地局に接続する端末に関する無線環境情報を取得する取得部と、
前記無線環境情報に基づき、前記端末から前記基地局にデータを送信するためのスループットを満たす制御値を決定する決定部と、
前記制御値を前記端末に通知する通知部と
を備える、無線通信管理装置。 - 前記決定部は、前記制御値として、前記端末から前記基地局への送信要求フレームの送信の要否に関する第1パラメータ、又は前記端末における待機時間の算出に関する第2パラメータのうちの少なくとも1つを決定する、
請求項1に記載の無線通信管理装置。 - 前記取得部は、前記無線環境情報として前記端末の数又は前記端末によって送受信されるトラヒック量を取得し、
前記決定部は、前記端末の数又は前記トラヒック量が閾値を超える場合には前記端末が前記データの送信前に前記送信要求フレームを送信し、前記端末の数又は前記トラヒック量が前記閾値以下の場合には前記端末が前記データの送信前に前記送信要求フレームを送信しないように前記第1パラメータを決定する、
請求項2に記載の無線通信管理装置。 - 前記取得部は、前記無線環境情報として前記端末の数又は前記端末によって送受信されるトラヒック量を取得し、
前記決定部は、前記端末の数又は前記トラヒック量に応じたコンテンションウィンドウのサイズを前記第2パラメータとして決定する、
請求項2又は3に記載の無線通信管理装置。 - 前記取得部は、前記無線環境情報として、前記基地局に直接的又は間接的に接続する端末及び前記端末と前記基地局との間を中継する中継基地局の数の総和を取得し、
前記決定部は、前記総和に基づき、前記端末及び前記中継基地局から前記基地局にデータを送信するためのスループットを満たす制御値を決定する、
請求項1乃至4のいずれか一項に記載の無線通信管理装置。 - 無線通信管理装置が実行する無線通信管理方法であって、
基地局に接続する端末に関する無線環境情報を取得することと、
前記無線環境情報に基づき、前記端末から前記基地局にデータを送信するためのスループットを満たす制御値を決定することと、
前記制御値を前記端末に通知することと
を備える、無線通信管理方法。 - 請求項1乃至5のいずれか一項に記載の無線通信管理装置の各部による処理をコンピュータに実行させるプログラム。
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