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技術 無線通信システム、無線基地局、無線通信方法、および無線通信システムのプログラム

出願人 NECプラットフォームズ株式会社
発明者 黒川英貴
出願日 2006年3月16日 (14年8ヶ月経過) 出願番号 2006-073287
公開日 2007年9月27日 (13年1ヶ月経過) 公開番号 2007-251666
状態 特許登録済
技術分野 小規模ネットワーク(3)ループ,バス以外 移動無線通信システム
主要キーワード スケジュール調整処理 送信出力情報 集中制御方式 許可時間帯 タイミング取得 最大同時接続数 チャネル占有 接続開始要求
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2007年9月27日)のものです。
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課題

無線基地局増設高性能機種への交換といった大きなコストを発生させることなく、無線通信システムから各無線通信端末送信権割り当てる制御を行わない期間であっても、予め定められた通信周波数通信容量範囲内で最大同時接続数を増やし、無線通信における待ち時間を減少させ、通信高速化させることができるようにする。

解決手段

無線基地局2aは、ビーコン送出における基準時間の差と、無線基地局2bのビーコン送出タイミングを基準とした送受信時間帯情報とから、自局のビーコン送出タイミングを基準としたガードタイムを算出する。すなわち、無線基地局2aは、無線基地局2bによるその無線基地局2bに帰属する無線通信端末3との送受信時間帯と、自局による自局に帰属する無線通信端末3との送受信タイミングと、が重ならないように、自局からのビーコン送出タイミングを基準としたガードタイムを算出する。

概要

背景

一般に、例えばIEEE802.11規格に定められるワイヤレスネットワークなど、無線区間半二重である無線通信システムでは、各無線基地局フレームを送信する際に、一旦、メディア通信帯域における通信許容量)がビジーか否か、すなわち通信周波数におけるフレーム送信が可能か否かを確認する必要がある。
こうした無線通信システムでは、メディアに他の無線基地局からの送信フレームの存在を検出すると、送信を行う無線基地局は一旦、その送信処理を停止し、所定の待ち時間経過後に再度送信処理を開始する。

また、IEEE802.11無線LANにおけるMedium Access Control(MAC)では、無線チャネルアクセス方法としてPolling Coordination Function(PCF;集中制御機能)とDistributed Coordination Function(DCF;分散制御機能)の二つが規定されている。
集中制御機能PCFでは主に無線基地局が各無線通信端末に順次送信権割り当てる。このように無線チャネルへのアクセス集中制御方式とすることにより、PCFが機能する非衝突通信期間FP(Contention Free Period)ではフレームの衝突は発生しない。
一方、分散制御機能DCFでは、各無線通信端末は無線チャネルの送信権を競争により獲得する。この送信権獲得競争は各無線通信端末が分散的に行うため、DCFが機能する衝突通信期間CP(Contention Period)ではフレームの衝突が発生する。

こうした従来の無線通信システムとして、2つのアクセスポイントが同じ周波数帯域通信チャネルを使用することにより互いに干渉を生じる場合、アクセスポイント調停装置が、何れか一方のアクセスポイントに通信許可を与え、他方のアクセスポイントを待機させるものがある(例えば、特許文献1参照)。

また、スケジューリング情報パラメータセットに含まれるスケジューリング情報を使用して、アクセスポイントが集中制御者(Point Coodinator)として機能する時間を定めていくようにしたものがある(例えば、特許文献2参照)。
特開2004−48356号公報
特開2004−187297号公報

概要

無線基地局の増設高性能機種への交換といった大きなコストを発生させることなく、無線通信システムから各無線通信端末に送信権を割り当てる制御を行わない期間であっても、予め定められた通信周波数の通信容量範囲内で最大同時接続数を増やし、無線通信における待ち時間を減少させ、通信を高速化させることができるようにする。無線基地局2aは、ビーコン送出における基準時間の差と、無線基地局2bのビーコン送出タイミングを基準とした送受信時間帯情報とから、自局のビーコン送出タイミングを基準としたガードタイムを算出する。すなわち、無線基地局2aは、無線基地局2bによるその無線基地局2bに帰属する無線通信端末3との送受信時間帯と、自局による自局に帰属する無線通信端末3との送受信タイミングと、が重ならないように、自局からのビーコン送出タイミングを基準としたガードタイムを算出する。

目的

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、無線基地局の増設や高性能機種への交換といった大きなコストを発生させることなく、無線通信システムから各無線通信端末に送信権を割り当てる制御を行わない期間であっても、予め定められた通信周波数の通信容量範囲内で最大同時接続数を増やし、無線通信における待ち時間を減少させ、通信を高速化させることができる無線通信システム、無線基地局、無線通信方法、および無線通信システムのプログラムを提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

無線通信端末との無線通信接続を制御する複数の無線基地局と、前記無線基地局での通信における各種制御を行うシステム制御装置とを備えた無線通信システムであって、1つの無線基地局が他の無線基地局での無線通信端末との送受信時間帯情報を取得するタイミング取得手段と、前記無線通信システムが無線通信端末に送信権割り当てる制御を行う期間であるか否かに関わらず、前記タイミング取得手段により取得された前記他の無線基地局での送受信時間と重複しないタイミングで前記1つの無線基地局が無線通信端末への送信を行うよう制御するスケジュール調整手段と、を備えたことを特徴とする無線通信システム。

請求項2

前記スケジュール調整手段は、前記タイミング取得手段により取得された他の無線基地局での送受信時間帯を、前記1つの無線基地局における通信不許可時間帯として定め、当該通信不許可時間帯を避けて前記1つの無線基地局に無線通信端末への送信を行わせることで前記重複を避けることを特徴とする請求項1記載の無線通信システム。

請求項3

前記1つの無線基地局が、前記他の無線基地局との間で報知情報を互いに周期的に送受信する報知情報送受信手段を備え、前記タイミング取得手段は、該報知情報の送信タイミングを基準とした送受信時間帯情報を取得することを特徴とする請求項2記載の無線通信システム。

請求項4

前記スケジュール調整手段は、前記他の無線基地局における報知情報の送信タイミングを基準とした送受信時間帯情報を、前記1つの無線基地局における報知情報の送信タイミングを基準とした時間帯情報に変換し、当該時間帯を該1つの無線基地局における前記通信不許可時間帯とすることを特徴とする請求項3記載の無線通信システム。

請求項5

前記スケジュール調整手段は、1つの無線基地局と他の無線基地局とが略同一の通信周波数での送信を行う場合に、送信タイミングの調整を行うことを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の無線通信システム。

請求項6

前記無線基地局は、無線通信端末との間の無線通信で複数の通信周波数をサポートし、前記略同一の通信周波数での送信を行う場合とは、該複数の通信周波数における同一の通信周波数を用いた無線通信が行われる場合であることを特徴とする請求項5記載の無線通信システム。

請求項7

前記無線基地局と無線通信端末との間での無線通信は半二重無線通信であり、前記送受信時間帯とは、半二重無線通信におけるチャネル占有時間であることを特徴とする請求項1から6の何れか1項に記載の無線通信システム。

請求項8

無線通信端末と無線通信可能に構成された無線基地局であって、他の無線基地局での無線通信端末との送受信時間帯情報を取得するタイミング取得手段と、前記無線基地局から無線通信端末に送信権を割り当てる制御を行う期間であるか否かに関わらず、前記タイミング取得手段により取得された前記他の無線基地局での送受信時間と重複しないタイミングで自局から無線通信端末への送信を行うよう制御するスケジュール調整手段と、を備えたことを特徴とする無線基地局。

請求項9

前記スケジュール調整手段は、前記タイミング取得手段により取得された他の無線基地局での送受信時間帯を、自局における通信不許可時間帯として定め、当該通信不許可時間帯を避けて無線通信端末への送信を行うことで前記重複を避けることを特徴とする請求項8記載の無線基地局。

請求項10

他の無線基地局との間で報知情報を互いに周期的に送受信する報知情報送受信手段を備え、前記タイミング取得手段は、該報知情報の送信タイミングを基準とした送受信時間帯情報を取得することを特徴とする請求項9記載の無線基地局。

請求項11

前記スケジュール調整手段は、前記他の無線基地局における報知情報の送信タイミングを基準とした送受信時間帯情報を、自局における報知情報の送信タイミングを基準とした時間帯情報に変換し、当該時間帯を自局における前記通信不許可時間帯とすることを特徴とする請求項10記載の無線基地局。

請求項12

前記スケジュール調整手段は、自局と他の無線基地局とが略同一の通信周波数での送信を行う場合に、送信タイミングの調整を行うことを特徴とする請求項8から11の何れか1項に記載の無線基地局。

請求項13

前記無線基地局は、無線通信端末との間の無線通信で複数の通信周波数をサポートし、前記略同一の通信周波数での送信を行う場合とは、該複数の通信周波数における同一の通信周波数を用いた無線通信が行われる場合であることを特徴とする請求項12記載の無線基地局。

請求項14

前記無線基地局と無線通信端末との間での無線通信は半二重無線通信であり、前記送受信時間帯とは、半二重無線通信におけるチャネル占有時間であることを特徴とする請求項8から13の何れか1項に記載の無線基地局。

請求項15

無線通信端末と無線通信可能に構成された無線基地局が複数接続された無線通信システムにおける無線通信方法であって、1つの無線基地局が他の無線基地局での無線通信端末との送受信時間帯情報を取得するタイミング取得工程と、前記タイミング取得工程により取得された前記他の無線基地局での送受信時間と重複しないタイミングで前記1つの無線基地局が無線通信端末への送信を行うよう制御するスケジュール調整工程と、を備え、前記タイミング取得工程および前記スケジュール調整工程を、前記無線通信システムが無線通信端末に送信権を割り当てる制御を行う期間であるか否かに関わらず行うことを特徴とする無線通信方法。

請求項16

前記スケジュール調整工程では、前記タイミング取得工程により取得された他の無線基地局での送受信時間帯を、前記1つの無線基地局における通信不許可時間帯として定め、当該通信不許可時間帯を避けて前記1つの無線基地局に無線通信端末への送信を行わせることで前記重複を避けることを特徴とする請求項15記載の無線通信方法。

請求項17

前記1つの無線基地局は、前記他の無線基地局との間で報知情報を互いに周期的に送受信し、前記タイミング取得工程では、該報知情報の送信タイミングを基準とした送受信時間帯情報を取得することを特徴とする請求項16記載の無線通信方法。

請求項18

前記スケジュール調整工程では、前記他の無線基地局における報知情報の送信タイミングを基準とした送受信時間帯情報を、前記1つの無線基地局における報知情報の送信タイミングを基準とした時間帯情報に変換し、当該時間帯を該1つの無線基地局における前記通信不許可時間帯とすることを特徴とする請求項17記載の無線通信方法。

請求項19

前記スケジュール調整工程は、1つの無線基地局と他の無線基地局とが略同一の通信周波数での送信を行う場合に行われ、送信に用いられる通信周波数が略同一でない場合には行われないことを特徴とする請求項15から18の何れか1項に記載の無線通信方法。

請求項20

前記無線基地局は、無線通信端末との間の無線通信で複数の通信周波数をサポートし、前記略同一の通信周波数での送信を行う場合とは、該複数の通信周波数における同一の通信周波数を用いた無線通信が行われる場合であることを特徴とする請求項19記載の無線通信方法。

請求項21

前記無線基地局と無線通信端末との間での無線通信は半二重無線通信であり、前記送受信時間帯とは、半二重無線通信におけるチャネル占有時間であることを特徴とする請求項15から20の何れか1項に記載の無線通信方法。

請求項22

無線通信端末と無線通信可能に構成された無線基地局が複数接続された無線通信システムのプログラムであって、コンピュータに、1つの無線基地局が他の無線基地局での無線通信端末との送受信時間帯情報を取得するタイミング取得処理と、前記タイミング取得処理により取得された前記他の無線基地局での送受信時間と重複しないタイミングで前記1つの無線基地局が無線通信端末への送信を行うよう制御するスケジュール調整処理と、を前記無線通信システムが無線通信端末に送信権を割り当てる制御を行う期間であるか否かに関わらず実行させることを特徴とする無線通信システムのプログラム。

請求項23

前記スケジュール調整処理では、前記タイミング取得処理により取得された他の無線基地局での送受信時間帯を、前記1つの無線基地局における通信不許可時間帯として定め、当該通信不許可時間帯を避けて前記1つの無線基地局に無線通信端末への送信を行わせることで前記重複を避けることを特徴とする請求項22記載の無線通信システムのプログラム。

請求項24

前記1つの無線基地局と前記他の無線基地局との間で報知情報を互いに周期的に送受信させ、前記タイミング取得処理では、該報知情報の送信タイミングを基準とした送受信時間帯情報を取得することを特徴とする請求項23記載の無線通信システムのプログラム。

請求項25

前記スケジュール調整処理では、前記他の無線基地局における報知情報の送信タイミングを基準とした送受信時間帯情報を、前記1つの無線基地局における報知情報の送信タイミングを基準とした時間帯情報に変換し、当該時間帯を該1つの無線基地局における前記通信不許可時間帯とすることを特徴とする請求項24記載の無線通信システムのプログラム。

請求項26

前記スケジュール調整処理は、1つの無線基地局と他の無線基地局とが略同一の通信周波数での送信を行う場合に実行させ、送信に用いられる通信周波数が略同一でない場合には実行させないことを特徴とする請求項22から25の何れか1項に記載の無線通信システムのプログラム。

請求項27

前記無線基地局は、無線通信端末との間の無線通信で複数の通信周波数をサポートし、前記略同一の通信周波数での送信を行う場合とは、該複数の通信周波数における同一の通信周波数を用いた無線通信が行われる場合であることを特徴とする請求項26記載の無線通信システムのプログラム。

請求項28

前記無線基地局と無線通信端末との間での無線通信は半二重無線通信であり、前記送受信時間帯とは、半二重無線通信におけるチャネル占有時間であることを特徴とする請求項22から27の何れか1項に記載の無線通信システムのプログラム。

技術分野

0001

本発明は、複数の無線基地局を備えた無線通信システム、無線基地局、無線通信方法、および無線通信システムのプログラムに関する。

背景技術

0002

一般に、例えばIEEE802.11規格に定められるワイヤレスネットワークなど、無線区間半二重である無線通信システムでは、各無線基地局フレームを送信する際に、一旦、メディア通信帯域における通信許容量)がビジーか否か、すなわち通信周波数におけるフレーム送信が可能か否かを確認する必要がある。
こうした無線通信システムでは、メディアに他の無線基地局からの送信フレームの存在を検出すると、送信を行う無線基地局は一旦、その送信処理を停止し、所定の待ち時間経過後に再度送信処理を開始する。

0003

また、IEEE802.11無線LANにおけるMedium Access Control(MAC)では、無線チャネルアクセス方法としてPolling Coordination Function(PCF;集中制御機能)とDistributed Coordination Function(DCF;分散制御機能)の二つが規定されている。
集中制御機能PCFでは主に無線基地局が各無線通信端末に順次送信権割り当てる。このように無線チャネルへのアクセス集中制御方式とすることにより、PCFが機能する非衝突通信期間FP(Contention Free Period)ではフレームの衝突は発生しない。
一方、分散制御機能DCFでは、各無線通信端末は無線チャネルの送信権を競争により獲得する。この送信権獲得競争は各無線通信端末が分散的に行うため、DCFが機能する衝突通信期間CP(Contention Period)ではフレームの衝突が発生する。

0004

こうした従来の無線通信システムとして、2つのアクセスポイントが同じ周波数帯域通信チャネルを使用することにより互いに干渉を生じる場合、アクセスポイント調停装置が、何れか一方のアクセスポイントに通信許可を与え、他方のアクセスポイントを待機させるものがある(例えば、特許文献1参照)。

0005

また、スケジューリング情報パラメータセットに含まれるスケジューリング情報を使用して、アクセスポイントが集中制御者(Point Coodinator)として機能する時間を定めていくようにしたものがある(例えば、特許文献2参照)。
特開2004−48356号公報
特開2004−187297号公報

発明が解決しようとする課題

0006

しかしながら、上述した従来の無線通信システムにおける待ち時間は、送信時点でメディアがビジーである回数によって指数関数的に増加するため、送信フレーム自体が短い場合であっても、この待ち時間により1フレームの送信に要する時間が増大してしまい、送信フレーム効率の悪化を招いてしまっていた。

0007

こうして1フレームの送信に要する時間が増大してしまうと、データ通信であればデータの送信速度が低下し、音声通信であれば同時通話数の減少を招いてしまう。
また、この待ち時間を短縮するために、無線基地局の数を増やしたり、無線基地局を最大同時接続数の多い高性能機種交換しようとすると、大きなコストが発生してしまう。

0008

また、上述した特許文献1および2のものは、無線基地局やシステム制御装置といった無線通信システムが通信制御を行うことで、アクセスポイント間相互干渉を防止しようとするものであった。
すなわち、上述のように、無線通信システムが送信権の割り当て制御を行う非衝突通信期間CFPと、その割り当て制御を行わない衝突通信期間CPとが規定されている中で、無線通信システムから各無線通信端末に対して送信権を順次割り当てていく制御を行わない期間を含めて適用することについてまで考慮されたものではなかった。

0009

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、無線基地局の増設や高性能機種への交換といった大きなコストを発生させることなく、無線通信システムから各無線通信端末に送信権を割り当てる制御を行わない期間であっても、予め定められた通信周波数の通信容量範囲内で最大同時接続数を増やし、無線通信における待ち時間を減少させ、通信を高速化させることができる無線通信システム、無線基地局、無線通信方法、および無線通信システムのプログラムを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0010

かかる目的を達成するために、本発明の第1の態様としての無線通信システムは、無線通信端末との無線通信接続を制御する複数の無線基地局と、上記無線基地局での通信における各種制御を行うシステム制御装置とを備えた無線通信システムであって、1つの無線基地局が他の無線基地局での無線通信端末との送受信時間帯情報を取得するタイミング取得手段と、上記無線通信システムが無線通信端末に送信権を割り当てる制御を行う期間であるか否かに関わらず、上記タイミング取得手段により取得された上記他の無線基地局での送受信時間と重複しないタイミングで上記1つの無線基地局が無線通信端末への送信を行うよう制御するスケジュール調整手段と、を備えたことを特徴とする。

0011

上記スケジュール調整手段は、上記タイミング取得手段により取得された他の無線基地局での送受信時間帯を、上記1つの無線基地局における通信不許可時間帯として定め、当該通信不許可時間帯を避けて上記1つの無線基地局に無線通信端末への送信を行わせることで上記重複を避けることが好ましい。

0012

上記1つの無線基地局が、上記他の無線基地局との間で報知情報を互いに周期的に送受信する報知情報送受信手段を備え、上記タイミング取得手段は、該報知情報の送信タイミングを基準とした送受信時間帯情報を取得することが好ましい。

0013

上記スケジュール調整手段は、上記他の無線基地局における報知情報の送信タイミングを基準とした送受信時間帯情報を、上記1つの無線基地局における報知情報の送信タイミングを基準とした時間帯情報に変換し、当該時間帯を該1つの無線基地局における上記通信不許可時間帯とすることが好ましい。

0014

上記スケジュール調整手段は、1つの無線基地局と他の無線基地局とが略同一の通信周波数での送信を行う場合に、送信タイミングの調整を行うことが好ましい。

0015

上記無線基地局は、無線通信端末との間の無線通信で複数の通信周波数をサポートし、上記略同一の通信周波数での送信を行う場合とは、該複数の通信周波数における同一の通信周波数を用いた無線通信が行われる場合であることが好ましい。

0016

上記無線基地局と無線通信端末との間での無線通信は半二重無線通信であり、上記送受信時間帯とは、半二重無線通信におけるチャネル占有時間であることが好ましい。

0017

また、本発明の第2の態様としての無線基地局は、無線通信端末と無線通信可能に構成された無線基地局であって、他の無線基地局での無線通信端末との送受信時間帯情報を取得するタイミング取得手段と、上記無線基地局から無線通信端末に送信権を割り当てる制御を行う期間であるか否かに関わらず、上記タイミング取得手段により取得された上記他の無線基地局での送受信時間と重複しないタイミングで自局から無線通信端末への送信を行うよう制御するスケジュール調整手段と、を備えたことを特徴とする。

0018

上記スケジュール調整手段は、上記タイミング取得手段により取得された他の無線基地局での送受信時間帯を、自局における通信不許可時間帯として定め、当該通信不許可時間帯を避けて無線通信端末への送信を行うことで上記重複を避けることが好ましい。

0019

他の無線基地局との間で報知情報を互いに周期的に送受信する報知情報送受信手段を備え、上記タイミング取得手段は、該報知情報の送信タイミングを基準とした送受信時間帯情報を取得することが好ましい。

0020

上記スケジュール調整手段は、上記他の無線基地局における報知情報の送信タイミングを基準とした送受信時間帯情報を、自局における報知情報の送信タイミングを基準とした時間帯情報に変換し、当該時間帯を自局における上記通信不許可時間帯とすることが好ましい。

0021

上記スケジュール調整手段は、自局と他の無線基地局とが略同一の通信周波数での送信を行う場合に、送信タイミングの調整を行うことが好ましい。

0022

上記無線基地局は、無線通信端末との間の無線通信で複数の通信周波数をサポートし、上記略同一の通信周波数での送信を行う場合とは、該複数の通信周波数における同一の通信周波数を用いた無線通信が行われる場合であることが好ましい。

0023

上記無線基地局と無線通信端末との間での無線通信は半二重無線通信であり、上記送受信時間帯とは、半二重無線通信におけるチャネル占有時間であることが好ましい。

0024

また、本発明の第3の態様としての無線通信方法は、無線通信端末と無線通信可能に構成された無線基地局が複数接続された無線通信システムにおける無線通信方法であって、1つの無線基地局が他の無線基地局での無線通信端末との送受信時間帯情報を取得するタイミング取得工程と、上記タイミング取得工程により取得された上記他の無線基地局での送受信時間と重複しないタイミングで上記1つの無線基地局が無線通信端末への送信を行うよう制御するスケジュール調整工程と、を備え、上記タイミング取得工程および上記スケジュール調整工程を、上記無線通信システムが無線通信端末に送信権を割り当てる制御を行う期間であるか否かに関わらず行うことを特徴とする。

0025

上記スケジュール調整工程では、上記タイミング取得工程により取得された他の無線基地局での送受信時間帯を、上記1つの無線基地局における通信不許可時間帯として定め、当該通信不許可時間帯を避けて上記1つの無線基地局に無線通信端末への送信を行わせることで上記重複を避けることが好ましい。

0026

上記1つの無線基地局は、上記他の無線基地局との間で報知情報を互いに周期的に送受信し、上記タイミング取得工程では、該報知情報の送信タイミングを基準とした送受信時間帯情報を取得することが好ましい。

0027

上記スケジュール調整工程では、上記他の無線基地局における報知情報の送信タイミングを基準とした送受信時間帯情報を、上記1つの無線基地局における報知情報の送信タイミングを基準とした時間帯情報に変換し、当該時間帯を該1つの無線基地局における上記通信不許可時間帯とすることが好ましい。

0028

上記スケジュール調整工程は、1つの無線基地局と他の無線基地局とが略同一の通信周波数での送信を行う場合に行われ、送信に用いられる通信周波数が略同一でない場合には行われないことが好ましい。

0029

上記無線基地局は、無線通信端末との間の無線通信で複数の通信周波数をサポートし、上記略同一の通信周波数での送信を行う場合とは、該複数の通信周波数における同一の通信周波数を用いた無線通信が行われる場合であることが好ましい。

0030

上記無線基地局と無線通信端末との間での無線通信は半二重無線通信であり、上記送受信時間帯とは、半二重無線通信におけるチャネル占有時間であることが好ましい。

0031

また、本発明の第4の態様としての無線通信システムのプログラムは、無線通信端末と無線通信可能に構成された無線基地局が複数接続された無線通信システムのプログラムであって、コンピュータに、1つの無線基地局が他の無線基地局での無線通信端末との送受信時間帯情報を取得するタイミング取得処理と、上記タイミング取得処理により取得された上記他の無線基地局での送受信時間と重複しないタイミングで上記1つの無線基地局が無線通信端末への送信を行うよう制御するスケジュール調整処理と、を上記無線通信システムが無線通信端末に送信権を割り当てる制御を行う期間であるか否かに関わらず実行させることを特徴とする。

0032

上記スケジュール調整処理では、上記タイミング取得処理により取得された他の無線基地局での送受信時間帯を、上記1つの無線基地局における通信不許可時間帯として定め、当該通信不許可時間帯を避けて上記1つの無線基地局に無線通信端末への送信を行わせることで上記重複を避けることが好ましい。

0033

上記1つの無線基地局と上記他の無線基地局との間で報知情報を互いに周期的に送受信させ、上記タイミング取得処理では、該報知情報の送信タイミングを基準とした送受信時間帯情報を取得することが好ましい。

0034

上記スケジュール調整処理では、上記他の無線基地局における報知情報の送信タイミングを基準とした送受信時間帯情報を、上記1つの無線基地局における報知情報の送信タイミングを基準とした時間帯情報に変換し、当該時間帯を該1つの無線基地局における上記通信不許可時間帯とすることが好ましい。

0035

上記スケジュール調整処理は、1つの無線基地局と他の無線基地局とが略同一の通信周波数での送信を行う場合に実行させ、送信に用いられる通信周波数が略同一でない場合には実行させないことが好ましい。

0036

上記無線基地局は、無線通信端末との間の無線通信で複数の通信周波数をサポートし、上記略同一の通信周波数での送信を行う場合とは、該複数の通信周波数における同一の通信周波数を用いた無線通信が行われる場合であることが好ましい。

0037

上記無線基地局と無線通信端末との間での無線通信は半二重無線通信であり、上記送受信時間帯とは、半二重無線通信におけるチャネル占有時間であることが好ましい。

発明の効果

0038

以上のように、本発明によれば、無線基地局の増設や高性能機種への交換といった大きなコストを発生させることなく、無線通信システムから各無線通信端末に送信権を割り当てる制御を行わない期間であっても、予め定められた通信周波数の通信容量範囲内で最大同時接続数を増やし、無線通信における待ち時間を減少させ、通信を高速化させることができる。
このことにより、データ通信であればデータの送信速度を向上させることができ、音声通信であれば同時通話数を増大させることができる。

発明を実施するための最良の形態

0039

次に、本発明に係る無線通信システム、無線基地局、無線通信方法、および無線通信システムのプログラムを、無線LAN(Local Area Network)でVoIPアプリケーションを利用して音声通信を行う無線通信システムに適用した一実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。

0040

本実施形態としての無線通信システム100は、図1に示すように、システム制御装置1(コントローラ)に、無線基地局2(2a,2b・・・)(AP:アクセスポイント)が接続され、さらにこの無線基地局2と無線通信端末3とが無線通信可能とされて構成されている。

0041

システム制御装置1は、複数の無線基地局2間におけるハンドオーバーなど、無線基地局2による無線通信における各種制御を行うことで、無線通信システム100としての通信における各種制御を行う。

0042

無線基地局2は、図2に示すように、無線通信端末3などとの間で無線通信を行うための無線通信部21と、システム制御装置1などとの間で有線による通信を行うための有線通信部22と、無線基地局2全体の制御を行う制御部23と、記憶部24とを備えて構成される。

0043

無線通信端末3は、図3に示すように、無線基地局2などとの間で無線通信を行うための無線通信部31と、無線通信部31による送信出力などの通信制御を行う通信制御部32と、無線通信端末3全体の制御を行う制御部33と、記憶部34と、各種情報の表示を行う表示部35と、ユーザからの操作入力を受ける操作入力部36と、音声通話を行うための受話部37と送話部38とを備える。

0044

本実施形態における無線通信システム100は、無線基地局2と無線通信端末3との間での無線通信に複数の伝送レート(通信周波数)をサポートする、いわゆるマルチレート通信を行う。
例えば、IEEE802.11b規格に定められる無線LANでは、11,5.5,2,1Mbpsの4つ、IEEE802.11a規格では54,48,36,24,18,12,9,6Mbpsの8つ(54,48,36,18,9Mbpsはオプション)の伝送レートがそれぞれ規定されている。

0045

また、本実施形態における無線通信システム100では、送信フレームの開始を任意の時刻に行うことを制限し、データ送信を所定の最小時間単位スロット)に区切って行うようにする、いわゆるスロット化が行われている。
このように各通信周波数におけるデータ送信をスロット化して行う無線通信であるため、フレーム送信はスロット開始時刻に同期するように行われ、送信するフレームの長さをスロットの長さに一致させるようになっている。
このことにより、1つの通信周波数を用いた通信であっても、無線基地局と複数の端末との間で同時に無線通信できるようになっている。

0046

次に、本実施形態としての無線通信システム100における通信接続動作について、無線基地局2aの動作を例として、図4フローチャートを参照して説明する。
まず、無線基地局2aは、隣接する他の無線基地局2bからneighbor情報を受信し、そのneighbor情報に含まれる送信出力情報、および無線通信端末3との通信を行う送受信時間帯情報を取得する(ステップS1)。

0047

neighbor情報は、図5に示すように、無線基地局2間での定期的な情報のやりとりのために送信されるビーコン(Beacon;報知情報)とは異なる予め定められたタイミングで周期的に送信され、無線基地局2間でのビーコンに含まれない情報のやりとりに用いられる。

0048

neighbor情報に含まれる上記の送受信時間帯情報は、そのneighbor情報を発信した無線基地局2bにおけるビーコン送出タイミングを基準として定められ、無線基地局2bと、その無線基地局2bに帰属する無線通信端末3との間での送受信によるチャネル占有時間を示す。

0049

また、無線基地局2aは、無線基地局2bのビーコン送出タイミングをNeighbor情報から取得し、自局のビーコン送出基準時刻から、ビーコン送出の基準時刻に時間差がどれくらいあるかを認識する。

0050

ビーコンの送信間隔は通常102msec(100kμsec)であり、一例として、無線基地局2bは自局のビーコンを送信する前の50msec間を自局に帰属する端末とのRTP(Real-time Transport Protocol)送受信に使用するものとする。
ここで、無線基地局2aと無線基地局2bにおけるビーコン送信の基準時刻に40msecの差がある場合、無線基地局2aは自局のビーコンを送信した後の50msec間を自局に帰属する端末とのRTP送受信に使用する。

0051

このように、無線基地局2aは、ビーコン送出における基準時刻の差と、無線基地局2bのビーコン送出タイミングを基準とした送受信時間帯情報とから、自局のビーコン送出タイミングを基準としたガードタイム(通信不許可時間帯)を算出する(ステップS2)。
すなわち、図5に示すように、無線基地局2aは、無線基地局2bによるその無線基地局2bに帰属する無線通信端末3との送受信時間帯(チャネル占有時間)と、自局による自局に帰属する無線通信端末3との送受信タイミングと、が重ならないように、無線基地局2bによる無線通信端末3との送受信時間帯を無線基地局2aでの送受信におけるガードタイムとして定め、そのガードタイムを、ビーコン送出における基準時刻の差を用いて自局からのビーコン送出タイミングを基準としたものとするように算出する。

0052

より詳述すると、無線基地局2aは、無線基地局2bと無線通信端末3とのビーコン送出タイミングを基準とした送受信時間帯情報を、無線基地局2aのビーコン送出タイミングを基準とした時間帯情報に変換し、その時間帯を、無線基地局2aにおけるガードタイムとして定める。
このことにより、周期的に行われるビーコン送信の各周期に対して、自局からのビーコン送出タイミングを基準としたガードタイムを定めることができ、そのガードタイムを避けたスロットを、自局と無線通信端末3との間での送受信時間帯として、ビーコン送信の各周期に対して定めることができる。

0053

こうして、無線基地局2aは無線基地局2bのTBTT(ビーコン送信タイミング)をNeighbor情報から知ることで、自局に帰属している無線通信端末3との通信に使用するスロット(送信タイミング)を、隣接する無線基地局2bによる送受信時間帯と重複しないように決定する。

0054

また、無線基地局2aは、定期的に送受信するビーコンにより、隣接する無線基地局2bで使用される通信周波数情報を取得しているため、無線通信端末3aから接続開始要求を受信すると(ステップS3)、無線基地局2aは、その無線通信端末3aとの接続に用いる通信周波数が隣接する無線基地局2bで使用されている通信周波数と同一であるかどうかを確認する(ステップS4)。

0055

同一の通信周波数(チャネル)で送信を行う場合(ステップS4;Yes)、ステップS2で算出されたガードタイムを避けて無線通信端末3aを接続させ、そのガードタイムを避けたスロットによりRTPでの音声データ送受信を行う(ステップS5)。

0056

すなわち、IEEE802.11規格に定められるワイヤレス・ネットワークなどでは、無線区間が半二重であるため、ガードタイムを避けたスロットにより、送信タイミングに他局を割り込ませないための制御フレームとしてのCTS(Clear to Send)を送信し、RTPによる音声データの送受信を行う。

0057

隣接する無線基地局2bとは異なる通信周波数(チャネル)で送信を行う場合(ステップS4;No)、デフォルトの送信タイミングにより無線通信端末3aを接続させ、デフォルトのタイミングにおけるスロットによりRTPでの音声データ送受信を行う(ステップS6)。

0058

以上のように、上述した本発明の実施形態によれば、隣接する無線基地局2と無線通信端末3との送受信時間帯情報を予めNeighbor情報から取得することにより、同一チャネルを使用する周辺の無線基地局2bと無線基地局2aとが通信で使用する時間を分配することで、衝突を回避しチャネルを共用することができる。

0059

より詳述すると、従来は各端末の送信タイミングが非同期であるために、フレーム送信のタイミングに衝突(コリジョン)が生じやすく、結果として待ち時間の増大を招いてしまっていた。
このことに対し、上述した実施形態では、同一チャネルを使用する無線基地局2間で互いの存在を知り、他の無線基地局での送受信時間帯をガードタイムとして算出することにより、送信タイミングをネゴシエーションし、互いの送信タイミングの衝突を回避することができる。
このため、フレーム送信における送信タイミングの衝突による待ち時間を減少させ、通信を高速化させることができると共に、同一チャネル使用時の最大通話数を増加させることができる。

0060

また、以上のようにして同一チャネルを使用する無線基地局2間でのフレーム衝突を回避しているため、IEEE802.11無線LANで規定されている分散制御機能DCFが機能する衝突通信期間CPにおいても、集中制御機能PCFが機能する非衝突通信期間CFPと同様に、上述のようなフレーム衝突を回避することができ、チャネルを効率よく使用することができるため、通信を高速化させることができると共に、同一チャネル使用時の最大通話数を増加させることができる。

0061

換言すれば、分散制御機能DCFが機能する衝突通信期間CPのように、無線通信システムが無線通信端末に対して半二重無線通信における送信権を割り当てる制御を行わない期間であっても、上述のように他の無線基地局での送受信時間帯をガードタイムとして送信タイミングの衝突を回避するよう制御することにより、上述した本実施形態による各効果を得ることができる。

0062

なお、上述した各実施形態は本発明の好適な実施形態であり、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々変形して実施することが可能である。
例えば、上述した実施形態では、VoIPアプリケーションを利用して音声通信を行う無線通信システムに適用した一実施形態について説明したが、このものに限定されず、例えばデータ通信のみの無線LANなど、RTPを用いない無線通信システムであっても、本発明は同様に適用できる。

0063

また、上述した実施形態では、システム制御装置1と無線基地局2との間が有線により通信されることとして説明したが、通信可能であればこのものに限定されず、無線通信であってもよい。

0064

また、上述した実施形態で無線基地局2が備える手段や機能は、無線通信システム100全体として実現できればよく、例えばシステム制御装置が備えてもよく、システム制御装置と無線基地局との共同作業により実現される構成であってもよい。

0065

また、上述した実施形態では、1台のシステム制御装置に無線基地局が接続された構成として説明したが、複数の無線基地局間で通信可能な構成であればこの構成に限定されず、複数のシステム制御装置が接続され、それぞれのシステム制御装置に無線基地局が接続された構成であっても、本発明は同様に適用可能である。

0066

また、上述した実施形態としての無線通信システムを実現するための処理手順をプログラムとして記録媒体に記録することにより、本発明の各実施形態による上述した各機能を、その記録媒体から供給されるプログラムによって、システムを構成するコンピュータのCPUに処理を行わせて実現させることができる。
この場合、上記の記録媒体により、あるいはネットワークを介して外部の記録媒体から、プログラムを含む情報群出力装置に供給される場合でも本発明は適用されるものである。
すなわち、記録媒体から読み出されたプログラムコード自体が本発明の新規な機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記録媒体および該記録媒体から読み出された信号は本発明を構成することになる。
この記録媒体としては、例えば、フロッピー登録商標ディスクハードディスク光ディスク光磁気ディスクCD−ROM,CD−R,磁気テープ不揮発性メモリカード,ROM,EEPROM等を用いてよい。

0067

この本発明に係るプログラムによれば、当該プログラムによって制御される無線通信システムや無線基地局に、上述した本発明に係る各実施形態としての無線通信システムにおける各機能を実現させることができる。

図面の簡単な説明

0068

本発明の実施形態としての無線通信システム100と無線通信端末3とを例示する図である。
本発明の実施形態としての無線基地局2の構成例を示す図である。
本発明の実施形態における無線通信端末3の構成例を示す図である。
該無線基地局2による通信接続動作を示すフローチャートである。
該無線通信システム100における送信フレームの概要を示す図である。

符号の説明

0069

1システム制御装置
2無線基地局
3 無線通信端末

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