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技術 無線通信装置及び無線通信装置の制御方法

出願人 パナソニックIPマネジメント株式会社
発明者 林野裕司
出願日 2015年6月12日 (5年5ヶ月経過) 出願番号 2015-119533
公開日 2016年5月19日 (4年6ヶ月経過) 公開番号 2016-086406
状態 特許登録済
技術分野 移動無線通信システム
主要キーワード 無線制御システム 干渉検出回路 無線通信エラー タイマカウンタ値 干渉影響 干渉検出処理 グループアドレス宛 フォールバック制御
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (19)

課題

無線通信時において干渉源からの干渉を軽減しつつ、より安定した無線通信を行う。

解決手段

無線通信端末100は、相手先無線通信装置無線通信ネットワークを介して通信を行うアンテナ10と、相手先の無線通信装置に対するデータの送信タイミングを制御する送信制御回路18とを備え、送信制御回路18は、相手先の無線通信装置に第1データを送信しても相手先の無線通信装置から当該第1データに対応するAck信号を受信できない場合には、当該第1データの再送を行い、相手先の無線通信装置から第1データに対応するAck信号を受信できた場合には、当該記第1データを送信してから、または、Ack信号を受信してから、干渉機器が動作することによって生じる干渉波周期に対応する所定時間が経過したタイミングで第1データの次の第2データを相手先の無線通信装置に送信する。

概要

背景

IEEE802.11に代表される無線LANや、Bluetooth(登録商標)に代表される無線PAN(Personal Area Network)、あるいはコードレス電話など、一般的に普及している無線通信システムは、ISM(Industrial, Scientific and Medical)バンドと呼ばれる汎用的に利用可能な無線周波数帯域を利用している。ISMバンドの中で、IEEE802.11やBluetooth(登録商標)などが用いる2.4GHz帯は、これらの無線通信システムだけでなく、電子レンジも利用している。このため、電子レンジが発する電磁波が妨害波として無線通信システムに干渉し、安定的に通信ができないという問題がある。

このような問題に対処するために、例えば、電子レンジのような干渉源からの干渉を回避するための技術が提案されている(例えば、特許文献1)。

概要

無線通信時において干渉源からの干渉を軽減しつつ、より安定した無線通信を行う。無線通信端末100は、相手先無線通信装置無線通信ネットワークを介して通信を行うアンテナ10と、相手先の無線通信装置に対するデータの送信タイミングを制御する送信制御回路18とを備え、送信制御回路18は、相手先の無線通信装置に第1データを送信しても相手先の無線通信装置から当該第1データに対応するAck信号を受信できない場合には、当該第1データの再送を行い、相手先の無線通信装置から第1データに対応するAck信号を受信できた場合には、当該記第1データを送信してから、または、Ack信号を受信してから、干渉機器が動作することによって生じる干渉波周期に対応する所定時間が経過したタイミングで第1データの次の第2データを相手先の無線通信装置に送信する。

目的

特許第5351313号公報






しかしながら、このような干渉の影響を軽減しつつ、より安定した無線通信を行うことができる無線通信技術が望まれている

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

相手先無線通信装置無線通信ネットワークを介して通信を行う無線通信部と、前記相手先の無線通信装置に対するデータの送信タイミングを制御する通信制御部とを備え、前記通信制御部は、前記相手先の無線通信装置に第1データを送信しても前記相手先の無線通信装置から当該第1データに対応するAck信号を受信できない場合には、当該第1データの再送を行い、前記相手先の無線通信装置から前記第1データに対応するAck信号を受信できた場合には、当該記第1データを送信してから、または、前記Ack信号を受信してから、干渉機器が動作することによって生じる干渉波周期に対応する所定時間が経過したタイミングで前記第1データの次の第2データを前記相手先の無線通信装置に送信する、無線通信装置。

請求項2

前記通信制御部は、前記第1データを最初に送信するときに用いる伝送レート所定値に設定し、第1の送信間隔で前記第1データを再送するごとに、前記第1データの送信に用いるPHYレートが前回送信したときの伝送レートよりも低くなるように更新し、前記相手先の無線通信装置から前記第1データに対応するAck信号を受信できた場合には、前記第2データの送信に用いる伝送レートを、当該第1データの送信に用いた伝送レートの値から前記所定値に戻す、請求項1に記載の無線通信装置。

請求項3

前記通信制御部は、前記無線通信ネットワークに属する各無線通信装置が同期するために用いられるTSFタイマ値を前記相手先の無線通信装置から受信すると、受信した前記TSFタイマ値を用いて前回送信した前記第1データの送信タイミングを決定し、前回第1データを送信してから前記所定時間が経過したタイミングで前記第2データを前記相手先の無線通信装置に送信する、請求項1または請求項2に記載の無線通信装置。

請求項4

前記無線通信部は、複数の無線通信装置と通信しており、前記通信制御部は、前記複数の無線通信装置のうち、前記TSFタイマ値を送信した無線通信装置には前記第2データを送信し、前記複数の通信装置のうち、前記TSFタイマ値を送信しなかった無線通信装置には前記第2データを通常送信する、請求項3に記載の無線通信装置。

請求項5

前記TSFタイマ値を送信した相手先の通信装置に対して、所定間隔データ送信を行う旨の信号を送信する、請求項4に記載の無線通信装置。

請求項6

前記通信制御部は、前記Ack信号を受信した時に、各無線通信装置が保持している同期用のタイマカウンタ値読み出して、所定の値を減算することにより前記TSFタイマ値を算出する、請求項3〜5のいずれか1項に記載の無線通信装置。

請求項7

前記通信制御部には、前記干渉機器の干渉波に対応する周期として、それぞれ値が異なる第1の周期および第2の周期が設定されており、前記通信制御部は、前記第1の周期および前記第2の周期のうちのいずれか一方の周期に対応する所定時間を用いて前記第2データを送信した後、前記相手先の無線通信装置から前記第2データに対応するAck信号を受信できない場合は、前記第2データの送信間隔を前記一方の周期から前記第1の周期および前記第2の周期のうちの他方の周期に切り替える、請求項1〜6のいずれか1項に記載の無線通信装置。

請求項8

前記第1の周期および前記第2の周期は、50Hzおよび60Hzのいずれかである、請求項7に記載の無線通信装置。

請求項9

前記干渉機器は、電子レンジであり、前記電子レンジの干渉波に対応する周期が、インバータ型電子レンジが発する電波の周期であり、前記通信制御部は、前記所定時間が経過したタイミングで前記第2データを送信した後、当該第2データに対応するAck信号を前記相手先の通信装置から受信できなかった場合、前記第2データを送信してから一定期間内にキャリアセンスを行い、前記キャリアセンスを行うことで信号強度を算出し、前記信号強度が所定の閾値以下であれば、データの送信間隔をトランス型電子レンジが発する電波の周期に切り替える、請求項4〜6のいずれか1項に記載の無線通信装置。

請求項10

前記干渉機器は、電子レンジであり、前記電子レンジの干渉波に対応する周期が、インバータ型電子レンジが発する電波の周期であり、前記通信制御部は、第2の送信間隔で前記第2データを送信した後、当該第2データに対応するAck信号を前記相手先の通信装置から受信できなかった場合、前記第2データを送信してから一定期間内にパケットデータを送信し、前記パケットデータの送信に対応して前記相手先の無線通信装置からAck信号を受信できた場合はデータの送信間隔をトランス型電子レンジが発する電波の周期に切り替える、請求項4〜6のいずれか1項に記載の無線通信装置。

請求項11

前記通信制御部は、前記一定期間内は、前記タイマ値から前記電子レンジの干渉波の周期の1周期経過後から2周期経過までの期間である、請求項9または請求項10に記載の無線通信装置。

請求項12

前記通信制御部は、前記一定期間は、前記タイマ値から前記電子レンジの干渉波の周期の1周期と1/4周期、あるいは1周期と1/2周期、あるいは1周期と3/4周期経過した期間である、請求項9または請求項10に記載の無線通信装置。

請求項13

相手先の無線通信装置と無線通信ネットワークを介して通信する無線通信装置の制御方法であって、前記相手先の無線通信装置に第1データを送信し、前記第1データを送信しても前記相手先の無線通信装置から当該第1データに対応するAck信号を受信できない期間は、第1の送信間隔で当該第1データを再送し、前記相手先の無線通信装置から前記第1データに対応するAck信号を受信できた場合には、データの送信間隔を前記第1の送信間隔から干渉機器の干渉波に対応する周期に対応する第2の送信間隔に切り替え、当該記第1データを送信してから前記第2の送信間隔が経過したタイミングで前記第1データの次の第2データを前記相手先の無線通信装置に送信する、無線通信装置の制御方法。

請求項14

相手先の無線通信装置と無線通信ネットワークを介して通信を行う無線通信部と、無線通信を行う前に無線通信帯域空き状況を確認して送信可能か否かを判定するキャリアセンス方法を制御する通信制御部とを備え、前記通信制御部は、前記相手先の無線通信装置に第1データを送信し、相手先の無線通信装置から当該第1データに対応するAck信号を受信できる場合には、所定の受信電力レベル以下である場合には送信を開始し、前記所定の受信電力レベル以下である場合には送信を停止するキャリアセンス方法を用い、前記相手先の無線通信装置に第1データを送信しても前記相手先の無線通信装置から当該第1データに対応するAck信号を受信できない場合は、当該第1データの再送を行い、前記相手先の無線通信装置から前記第1データに対応するAck信号を受信できた場合には、所定の無線信号を受信した場合には送信を停止し、前記所定の無線信号を受信していない場合には送信を開始するキャリアセンス方法を用い、いずれかのキャリアセンス方法を用いてキャリアセンスを行った後に、ビーコン信号を送信する、無線通信装置。

請求項15

相手先の無線通信装置と無線通信ネットワークを介して通信する無線通信装置の制御方法であって、前記相手先の無線通信装置に第1データを送信し、前記相手先の無線通信装置から当該第1データに対応するAck信号を受信できる場合には、所定の受信電力レベル以下である場合には送信を開始し、前記所定の受信電力レベル以下である場合には送信を停止するキャリアセンス方法を用い、前記相手先の無線通信装置に第1データを送信しても前記相手先の無線通信装置から当該第1データに対応するAck信号を受信できない場合は、当該第1データの再送を行い、前記相手先の無線通信装置から前記第1データに対応するAck信号を受信できた場合には、所定の無線信号を受信した場合には送信を停止し、前記所定の無線信号を受信していない場合には送信を開始するキャリアセンス方法を用い、いずれかのキャリアセンス方法を用いてキャリアセンスを行った後に、ビーコン信号を送信する、無線通信装置の制御方法。

請求項16

相手先の無線通信装置と無線通信ネットワークを介して通信を行う無線通信部と、無線通信のデータ送信タイミングを制御する通信制御部とを備え、前記通信制御部は、前記相手先の無線通信装置に第1データを送信し、前記相手先の無線通信装置から当該第1データに対応するAck信号を受信できる場合には、第1ビーコン信号を第1の送信間隔で送信し、前記相手先の無線通信装置に第1データを送信しても前記相手先の無線通信装置から当該第1データに対応するAck信号を受信できない場合は、当該第1データの再送を行い、前記相手先の無線通信装置から前記第1データに対応するAck信号を受信できた場合には、ビーコン信号の送信間隔を前記第1の送信間隔から干渉機器の干渉波が有する周期に対応する第2の送信間隔に切り替え、前記第1ビーコン信号を送信してから前記第2の送信間隔が経過したタイミングで前記第1ビーコン信号の次の第2ビーコン信号を前記相手先の無線通信装置に送信する、無線通信装置。

請求項17

相手先の無線通信装置と無線通信ネットワークを介して通信する無線通信装置の制御方法であって、前記相手先の無線通信装置に第1データを送信し、前記相手先の無線通信装置から当該第1データに対応するAck信号を受信できる場合には、第1ビーコン信号を第1の送信間隔で送信し、前記相手先の無線通信装置に第1データを送信しても前記相手先の無線通信装置から当該第1データに対応するAck信号を受信できない場合は、当該第1データの再送を行い、前記相手先の無線通信装置から前記第1データに対応するAck信号を受信できた場合には、ビーコン信号の送信間隔を前記第1の送信間隔から干渉機器の干渉波が有する周期に対応する第2の送信間隔に切り替え、前記第1ビーコン信号を送信してから前記第2の送信間隔が経過したタイミングで前記第1ビーコン信号の次の第2ビーコン信号を前記相手先の無線通信装置に送信する、無線通信装置の制御方法。

請求項18

相手先の無線通信装置と無線通信ネットワークを介して通信を行う無線通信部と、無線通信のビーコン送信タイミングを制御する通信制御部とを備え、前記通信制御部は、第1ビーコン信号を第1の送信間隔で送信し、前記無線通信ネットワークに属する各無線通信装置が同期するために用いられるTSFタイマ値を前記相手先の無線通信装置から受信した場合に、受信した前記TSFタイマ値を用いて第2ビーコンの送信タイミングを決定し、前記送信タイミングで前記第1ビーコン信号の次の第2ビーコン信号を前記相手先の無線通信装置に送信し、ビーコン信号の送信間隔を前記第1の送信間隔から干渉機器の干渉波が有する周期に対応する第2の送信間隔に切り替え、前記第2ビーコン信号を送信してから前記第2の送信間隔が経過したタイミングで前記第2ビーコン信号の次の第3ビーコン信号を前記相手先の無線通信装置に送信する、無線通信装置。

請求項19

相手先の無線通信装置と無線通信ネットワークを介して通信する無線通信装置の制御方法であって、第1ビーコン信号を第1の送信間隔で送信し、前記無線通信ネットワークに属する各無線通信装置が同期するために用いられるTSFタイマ値を前記相手先の無線通信装置から受信した場合に、受信した前記TSFタイマ値を用いて第2ビーコンの送信タイミングを決定し、前記送信タイミングで前記第1ビーコン信号の次の第2ビーコン信号を前記相手先の無線通信装置に送信し、ビーコン信号の送信間隔を前記第1の送信間隔から干渉機器の干渉波が有する周期に対応する第2の送信間隔に切り替え、前記第2ビーコン信号を送信してから前記第2の送信間隔が経過したタイミングで前記第2ビーコン信号の次の第3ビーコン信号を前記相手先の無線通信装置に送信する、無線通信装置の制御方法。

技術分野

0001

本開示は、無線通信に影響を及ぼす干渉が発生している状況においても安定的に無線通信を行う無線通信装置及び無線通信装置の制御方法に関する。

背景技術

0002

IEEE802.11に代表される無線LANや、Bluetooth(登録商標)に代表される無線PAN(Personal Area Network)、あるいはコードレス電話など、一般的に普及している無線通信システムは、ISM(Industrial, Scientific and Medical)バンドと呼ばれる汎用的に利用可能な無線周波数帯域を利用している。ISMバンドの中で、IEEE802.11やBluetooth(登録商標)などが用いる2.4GHz帯は、これらの無線通信システムだけでなく、電子レンジも利用している。このため、電子レンジが発する電磁波が妨害波として無線通信システムに干渉し、安定的に通信ができないという問題がある。

0003

このような問題に対処するために、例えば、電子レンジのような干渉源からの干渉を回避するための技術が提案されている(例えば、特許文献1)。

先行技術

0004

特許第5351313号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、このような干渉の影響を軽減しつつ、より安定した無線通信を行うことができる無線通信技術が望まれている。

0006

そこで、本開示は、無線通信時において干渉源からの干渉を軽減しつつ、より安定した無線通信を行うことができる無線通信装置及び無線通信方法を提供する。

課題を解決するための手段

0007

本開示の一態様に係る無線通信装置は、相手先の無線通信装置と無線通信ネットワークを介して通信を行う無線通信部と、前記相手先の無線通信装置に対するデータの送信タイミングを制御する通信制御部とを備え、前記通信制御部は、前記相手先の無線通信装置に第1データを送信しても前記相手先の無線通信装置から当該第1データに対応するAck信号を受信できない場合には、当該第1データの再送を行い、前記相手先の無線通信装置から前記第1データに対応するAck信号を受信できた場合には、当該記第1データを送信してから、または、前記Ack信号を受信してから、干渉機器が動作することによって生じる干渉波周期に対応する所定時間が経過したタイミングで前記第1データの次の第2データを前記相手先の無線通信装置に送信する。

0008

なお、これらの包括的または具体的な側面は、システム、装置、方法、記録媒体、または、コンピュータプログラムで実現されてもよく、システム、装置、方法、記録媒体、及び、コンピュータプログラムの任意な組み合わせで実現されてもよい。

発明の効果

0009

本態様の無線通信装置は、無線通信時において干渉源からの干渉を軽減しつつ、より安定した無線通信を行うことができる。

図面の簡単な説明

0010

図1は、実施の形態1における通信ネットワークの構成を示すブロック図である。
図2は、実施の形態1における無線通信装置の一例を示すブロック図である。
図3は、実施の形態1における干渉検出回路による干渉検出処理再送制御回路による伝送レート設定処理及び再送回数設定処理、及び送信タイミング制御回路による送信タイミング設定処理を示すフロー図である。
図4は、実施の形態1における干渉波と無線通信装置間でのパケット再送の一例を示す図である。
図5は、実施の形態2におけるステーションの一例を示すブロック図である。
図6は、実施の形態2におけるアクセスポイントの一例を示すブロック図である。
図7は、実施の形態2における干渉波と無線通信装置間でのパケット再送の一例を示す図である。
図8は、実施の形態3におけるアクセスポイントの一例を示すブロック図である。
図9は、実施の形態3におけるステーションの一例を示すブロック図である。
図10は、実施の形態3における無線通信ネットワークの一例を示す図である。
図11は、実施の形態4におけるアクセスポイントの一例を示すブロック図である。
図12は、実施の形態5におけるアクセスポイントの一例を示すブロック図である。
図13は、実施の形態5における干渉波とアクセスポイントが送信するビーコンの送信タイミングの一例を示す図である。
図14は、実施の形態6におけるアクセスポイントの一例を示すブロック図である。
図15は、実施の形態7における干渉波と無線通信装置が送信するパケットの送信タイミングの一例を示す図である。
図16は、実施の形態8における干渉波と無線通信装置が送信するパケットの送信タイミングの一例を示す図である。
図17は、背景技術における干渉波とパケット再送回数の関係を示す図である。
図18は、従来の干渉波とパケット再送回数の関係を示す図である。

実施例

0011

(本発明の一態様を得るに至った経緯)
近年、IEEE802.11やBluetooth(登録商標)は、PCや携帯電話、あるいはテレビカメラのようなAV機器だけでなく、エアコン冷蔵庫のような白物家電にも搭載され、宅内の無線通信ネットワークを構成している。これらの白物家電の多くは、宅内においてはキッチンに設置されるものが多く、干渉機器(例えば、電子レンジ)が発する電磁波の影響は避けられない。

0012

このような問題に対して、特許文献1では、妨害波のレベルを測定し、干渉判定閾値超過したか否かを判定し、かつ、送信パケットに対するAck応答欠落したことを検出して、干渉による無線通信エラーがあったことを検出している。この技術により、干渉の発生による要因で、無線通信エラーが発生したことを検出することが可能となる(特許文献1)。

0013

また、IEEE802.11に対応する無線通信装置は、複数の伝送レートから最適な伝送レートを選択して無線通信を行うマルチレート機能を有しているので、無線通信エラーが発生した場合に、伝送レートを落として受信感度を改善するフォールバック制御を行っている。しかしながら、フォールバック制御により伝送レートを落とすと、パケット長が長くなることにより、却って干渉の影響を受けやすくなる。

0014

この問題に関して、図17を用いて詳細に説明する。下記では、例として、干渉機器が電子レンジである場合について説明する。

0015

図17では、一例として、送信元となるアクセスポイント(以下、AP)から宛先となるステーション(以下、STA)へパケットP1を送信している。電子レンジの干渉による妨害波は周期的に発せられ、発せられているときの妨害波の受信電力レベルをE1、発せられていない時の妨害波の受信電力レベルをE0としている。また、APはパケットP1を送信する前に他の無線端末がパケットを送信していないか確認するためにキャリアセンスを行う。

0016

IEEE802.11ではキャリアセンスの方式として、受信電力を測定して他の無線端末がパケットを送信していないか判定する受信電力レベル検出方式と、他の無線端末が送信したパケットの物理層ヘッダであるプリアンブルを検出するプリアンブル検出方式がある。

0017

2.4GHz帯は、多くの無線通信システムが共用している非常に混雑した無線帯域であるため、受信電力レベル検出方式のキャリアセンスでは送信する機会を逃してしまう可能性がある。そこで、2.4GHz帯では、一般的にはプリアンブル検出方式のキャリアセンスが用いられている。

0018

APはプリアンブル検出方式のキャリアセンスを行うため、電子レンジの電磁波放射期間中においてもパケットを送信開始する。APが送信したパケットP1は、電子レンジの干渉の影響を受け、STAでは受信エラーとなるので、パケットP1に対するACK応答返信されない。APは、STAからのACK応答がないため、パケットP1の再送パケットP1(1)を送信する。このとき、パケットP1送信時よりも伝送レートを落として送信しているため、同じパケットであっても時間長は長くなる。以降も同様に再送する度に伝送レートを落としながら、再送を繰り返す。このため、電子レンジが電磁波を発していない期間にパケット長が収まらず、電子レンジの干渉の影響を回避できない。

0019

このような問題に対し、特許文献2では、特許文献1に記載の技術等により、電子レンジの干渉影響下にあると判断した場合には、フォールバック制御を停止して、伝送レートを一定のレートに固定し、干渉影響のない通常通信時よりも再送回数を増やすようにしている。この技術により、電子レンジの干渉の影響を受けた場合においても、干渉影響を回避することができる。

0020

しかしながら、上記従来技術では、電子レンジが電磁波を放射している期間に無線通信を開始した場合には、その度に再送を繰り返すために、不必要に再送を行うという課題がある。

0021

この課題に関して、図18を用いて詳細に説明する。

0022

図18では、図17と同様に、電子レンジの干渉の影響がある場合に、APからSTAにパケットを送信している。APはプリアンブル検出方式のキャリアセンスを行った後に、パケットP1をSTA宛に送信する。STAは電子レンジの発する電磁波の影響で、パケットP1を正常に受信できず、ACK応答を返信しない。APは、STAからのACK応答がないため、再送パケットP1(1)を送信する。このとき、フォールバック制御により、パケットP1(1)のパケット長はパケットP1より長くなっている。以降、同様にSTAはパケットを受信できず、APは再送を繰り返す。

0023

そこで、APは特許文献1に記載の方法により、電子レンジの干渉の影響があると判断した場合には、フォールバック制御を停止する。図2においては、3回目の再送でフォールバック制御を停止しており、パケットP1(3)はパケットP1(2)と同じ伝送レートで送信しているので、パケットP1(3)とパケットP1(3)のパケット長は同じである。このため、パケットP1(3)は電子レンジが電磁波を発しない期間に送信することができ、STAはパケットP1(3)を正常に受信することができる。

0024

次に、APはパケットP2を送信しようとするが、パケットP1の送信時と同様に、電子レンジの干渉の影響を受けているために、再送を繰り返し、再送パケットP2(4)を送信した時にSTAよりACK応答を受信し、無線通信が成功する。しかしながら、新規にパケットを送信する度に、再送を繰り返すことは、送信側となるAPの送信電力を無駄に消費するだけでなく、何度も再送が繰り返されて無線帯域が占有されているために、電子レンジの干渉の影響がない場所にある無線端末にとってみれば、送信機会が減少する。

0025

また、上記従来技術では、受信側の無線端末のみが電子レンジの干渉の影響を受けている場所に設置されている場合には、送信側の無線端末は電子レンジの干渉による無線通信エラーが発生したことを検出できないという課題がある。

0026

本開示は、上記課題に鑑み、電子レンジ等の干渉機器の干渉の発生による無線通信エラーが発生した場合においても、不必要に再送を繰り返すことを避ける無線通信装置、及び無線通信方法を提供する。

0027

また、IEEE802.11規格では、アクセスポイント(AP)は時間同期確立したり、スリープ端末に対する情報を通知したりするなどの目的のために、周期的にビーコンを送信している。また、ステーション(STA)はAPが送信するビーコンを所定の期間受信できないと、現在接続しているAPとの接続を切断し、新たにAPを探索して接続しようとする。したがって、干渉機器の干渉の影響により、所定の期間受信できない場合、STAは、APとの接続を切断してしまう。

0028

そこで、本開示の一実施の形態に係る無線通信装置は、相手先の無線通信装置と無線通信ネットワークを介して通信を行う無線通信部と、前記相手先の無線通信装置に対するデータの送信タイミングを制御する通信制御部とを備え、前記通信制御部は、前記相手先の無線通信装置に第1データを送信しても前記相手先の無線通信装置から当該第1データに対応するAck信号を受信できない場合には、当該第1データの再送を行い、前記相手先の無線通信装置から前記第1データに対応するAck信号を受信できた場合には、当該記第1データを送信してから、または、前記Ack信号を受信してから、干渉機器が動作することによって生じる干渉波の周期に対応する所定時間が経過したタイミングで前記第1データの次の第2データを前記相手先の無線通信装置に送信する。

0029

これにより、干渉機器が発する妨害波の停止期間に無線通信を行うことができ、干渉機器の干渉の影響により、何度も再送を繰り返すことを避けることができる。ここで、干渉機器は、例えば、電子レンジ、同期型の配信を行う映像ストリーミングシステム、定期的に端末等の監視を行う無線制御システムが挙げられる。

0030

例えば、前記通信制御部は、前記第1データを最初に送信するときに用いる伝送レートを所定値に設定し、第1の送信間隔で前記第1データを再送するごとに、前記第1データの送信に用いるPHYレートが前回送信したときの伝送レートよりも低くなるように更新し、前記相手先の無線通信装置から前記第1データに対応するAck信号を受信できた場合には、前記第2データの送信に用いる伝送レートを、当該第1データの送信に用いた伝送レートの値から前記所定値に戻す。

0031

例えば、前記通信制御部は、前記無線通信ネットワークに属する各無線通信装置が同期するために用いられるTSFタイマ値を前記相手先の無線通信装置から受信すると、受信した前記TSFタイマ値を用いて前回送信した前記第1データの送信タイミングを決定し、前回第1データを送信してから前記所定時間が経過したタイミングで前記第2データを前記相手先の無線通信装置に送信する。

0032

例えば、前記無線通信部は、複数の無線通信装置と通信しており、前記通信制御部は、前記複数の無線通信装置のうち、前記TSFタイマ値を送信した無線通信装置には前記第2データを送信し、前記複数の通信装置のうち、前記TSFタイマ値を送信しなかった無線通信装置には前記第2データを通常送信する。

0033

例えば、前記TSFタイマ値を送信した相手先の通信装置に対して、所定間隔データ送信を行う旨の信号を送信する。

0034

例えば、前記通信制御部は、前記Ack信号を受信した時に、各無線通信装置が保持している同期用のタイマカウンタ値読み出して、所定の値を減算することにより前記TSFタイマ値を算出する。

0035

例えば、前記通信制御部には、前記干渉機器の干渉波に対応する周期として、それぞれ値が異なる第1の周期および第2の周期が設定されており、前記通信制御部は、前記第1の周期および前記第2の周期のうちのいずれか一方の周期に対応する所定時間を用いて前記第2データを送信した後、前記相手先の無線通信装置から前記第2データに対応するAck信号を受信できない場合は、前記第2データの送信間隔を前記一方の周期から前記第1の周期および前記第2の周期のうちの他方の周期に切り替える。

0036

以上の構成により、干渉機器を設置する地域により、妨害波が出力される周期が異なっていても、その周期を変更することで、干渉機器の妨害波の影響を避けて、正常に無線通信を行うことが可能となる。

0037

例えば、前記第1の周期および前記第2の周期は、50Hzおよび60Hzのいずれかである。

0038

例えば、前記干渉機器は、電子レンジであり、前記電子レンジの干渉波に対応する周期が、インバータ型電子レンジが発する電波の周期であり、前記通信制御部は、前記所定時間が経過したタイミングで前記第2データを送信した後、当該第2データに対応するAck信号を前記相手先の通信装置から受信できなかった場合、前記第2データを送信してから一定期間内にキャリアセンスを行い、前記キャリアセンスを行うことで信号強度を算出し、前記信号強度が所定の閾値以下であれば、データの送信間隔をトランス型電子レンジが発する電波の周期に切り替える。

0039

例えば、前記干渉機器は、電子レンジであり、前記電子レンジの干渉波に対応する周期が、インバータ型電子レンジが発する電波の周期であり、前記通信制御部は、第2の送信間隔で前記第2データを送信した後、当該第2データに対応するAck信号を前記相手先の通信装置から受信できなかった場合、前記第2データを送信してから一定期間内にパケットデータを送信し、前記パケットデータの送信に対応して前記相手先の無線通信装置からAck信号を受信できた場合はデータの送信間隔をトランス型電子レンジが発する電波の周期に切り替える。

0040

以上の構成により、電子レンジの型式の違いにより、電子レンジが妨害波の出力を停止する期間が異なっていても、その停止期間を検出し、効率的な無線通信を行うことができる。

0041

例えば、前記通信制御部は、前記一定期間内は、前記タイマ値から前記電子レンジの干渉波の周期の1周期経過後から2周期経過までの期間である。

0042

例えば、前記通信制御部は、前記一定期間は、前記タイマ値から前記電子レンジの干渉波の周期の1周期と1/4周期、あるいは1周期と1/2周期、あるいは1周期と3/4周期経過した期間である。

0043

また、本開示の無線通信装置の制御方法は、相手先の無線通信装置と無線通信ネットワークを介して通信する無線通信装置の制御方法であって、前記相手先の無線通信装置に第1データを送信し、前記第1データを送信しても前記相手先の無線通信装置から当該第1データに対応するAck信号を受信できない期間は、第1の送信間隔で当該第1データを再送し、前記相手先の無線通信装置から前記第1データに対応するAck信号を受信できた場合には、データの送信間隔を前記第1の送信間隔から干渉機器の干渉波に対応する周期に対応する第2の送信間隔に切り替え、当該記第1データを送信してから前記第2の送信間隔が経過したタイミングで前記第1データの次の第2データを前記相手先の無線通信装置に送信する。

0044

例えば、本開示の無線通信装置は、相手先の無線通信装置と無線通信ネットワークを介して通信を行う無線通信部と、無線通信を行う前に無線通信帯域空き状況を確認して送信可能か否かを判定するキャリアセンス方法を制御する通信制御部とを備え、前記通信制御部は、前記相手先の無線通信装置に第1データを送信し、相手先の無線通信装置から当該第1データに対応するAck信号を受信できる場合には、所定の受信電力レベル以下である場合には送信を開始し、前記所定の受信電力レベル以下である場合には送信を停止するキャリアセンス方法を用い、前記相手先の無線通信装置に第1データを送信しても前記相手先の無線通信装置から当該第1データに対応するAck信号を受信できない場合は、当該第1データの再送を行い、前記相手先の無線通信装置から前記第1データに対応するAck信号を受信できた場合には、所定の無線信号を受信した場合には送信を停止し、前記所定の無線信号を受信していない場合には送信を開始するキャリアセンス方法を用い、いずれかのキャリアセンス方法を用いてキャリアセンスを行った後に、ビーコン信号を送信する。

0045

以上の構成により、干渉機器が動作して干渉の影響がある状態においても、APとSTAの接続は切断されることなく、無線通信を継続できる。

0046

また、本開示の無線通信装置の制御方法は、相手先の無線通信装置と無線通信ネットワークを介して通信する無線通信装置の制御方法であって、前記相手先の無線通信装置に第1データを送信し、前記相手先の無線通信装置から当該第1データに対応するAck信号を受信できる場合には、所定の受信電力レベル以下である場合には送信を開始し、前記所定の受信電力レベル以下である場合には送信を停止するキャリアセンス方法を用い、前記相手先の無線通信装置に第1データを送信しても前記相手先の無線通信装置から当該第1データに対応するAck信号を受信できない場合は、当該第1データの再送を行い、前記相手先の無線通信装置から前記第1データに対応するAck信号を受信できた場合には、所定の無線信号を受信した場合には送信を停止し、前記所定の無線信号を受信していない場合には送信を開始するキャリアセンス方法を用い、いずれかのキャリアセンス方法を用いてキャリアセンスを行った後に、ビーコン信号を送信する。

0047

例えば、本開示の無線通信装置は、相手先の無線通信装置と無線通信ネットワークを介して通信を行う無線通信部と、無線通信のデータ送信タイミングを制御する通信制御部とを備え、前記通信制御部は、前記相手先の無線通信装置に第1データを送信し、前記相手先の無線通信装置から当該第1データに対応するAck信号を受信できる場合には、第1ビーコン信号を第1の送信間隔で送信し、前記相手先の無線通信装置に第1データを送信しても前記相手先の無線通信装置から当該第1データに対応するAck信号を受信できない場合は、当該第1データの再送を行い、記相手先の無線通信装置から前記第1データに対応するAck信号を受信できた場合には、ビーコン信号の送信間隔を前記第1の送信間隔から干渉機器の干渉波が有する周期に対応する第2の送信間隔に切り替え、前記第1ビーコン信号を送信してから前記第2の送信間隔が経過したタイミングで前記第1ビーコン信号の次の第2ビーコン信号を前記相手先の無線通信装置に送信する。

0048

以上の構成により、干渉機器が動作して干渉の影響がある状態においても、APは干渉機器が発する妨害波の停止期間にビーコンを送信することができ、STAはビーコンを正常に受信することが可能となり、APとSTAの接続は切断されることなく、無線通信を継続できる。

0049

また、本開示の無線通信装置の制御方法は、相手先の無線通信装置と無線通信ネットワークを介して通信する無線通信装置の制御方法であって、前記相手先の無線通信装置に第1データを送信し、前記相手先の無線通信装置から当該第1データに対応するAck信号を受信できる場合には、第1ビーコン信号を第1の送信間隔で送信し、前記相手先の無線通信装置に第1データを送信しても前記相手先の無線通信装置から当該第1データに対応するAck信号を受信できない場合は、当該第1データの再送を行い、前記相手先の無線通信装置から前記第1データに対応するAck信号を受信できた場合には、ビーコン信号の送信間隔を前記第1の送信間隔から干渉機器の干渉波が有する周期に対応する第2の送信間隔に切り替え、前記第1ビーコン信号を送信してから前記第2の送信間隔が経過したタイミングで前記第1ビーコン信号の次の第2ビーコン信号を前記相手先の無線通信装置に送信する。

0050

例えば、本開示の無線通信装置は、相手先の無線通信装置と無線通信ネットワークを介して通信を行う無線通信部と、無線通信のビーコン送信タイミングを制御する通信制御部とを備え、前記通信制御部は、第1ビーコン信号を第1の送信間隔で送信し、前記無線通信ネットワークに属する各無線通信装置が同期するために用いられるTSFタイマ値を前記相手先の無線通信装置から受信した場合に、受信した前記TSFタイマ値を用いて第2ビーコンの送信タイミングを決定し、前記送信タイミングで前記第1ビーコン信号の次の第2ビーコン信号を前記相手先の無線通信装置に送信し、ビーコン信号の送信間隔を前記第1の送信間隔から干渉機器の干渉波が有する周期に対応する第2の送信間隔に切り替え、前記第2ビーコン信号を送信してから前記第2の送信間隔が経過したタイミングで前記第2ビーコン信号の次の第3ビーコン信号を前記相手先の無線通信装置に送信する。

0051

また、本開示の無線通信装置の制御方法は、相手先の無線通信装置と無線通信ネットワークを介して通信する無線通信装置の制御方法であって、第1ビーコン信号を第1の送信間隔で送信し、前記無線通信ネットワークに属する各無線通信装置が同期するために用いられるTSFタイマ値を前記相手先の無線通信装置から受信した場合に、受信した前記TSFタイマ値を用いて第2ビーコンの送信タイミングを決定し、前記送信タイミングで前記第1ビーコン信号の次の第2ビーコン信号を前記相手先の無線通信装置に送信し、ビーコン信号の送信間隔を前記第1の送信間隔から干渉機器の干渉波が有する周期に対応する第2の送信間隔に切り替え、前記第2ビーコン信号を送信してから前記第2の送信間隔が経過したタイミングで前記第2ビーコン信号の次の第3ビーコン信号を前記相手先の無線通信装置に送信する。

0052

以上の構成により、APが、干渉機器が発する妨害波の影響の範囲外に設置されている場合においても、干渉機器の妨害波の停止期間にビーコンを送信することが可能となる。

0053

なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なCD−ROMなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたは記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

0054

以下、本開示の各実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

0055

なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

0056

(実施の形態1)
図1は、本開示の実施の形態1における通信ネットワークの構成を示すブロック図である。

0057

図1に示されるように、通信ネットワークは、無線通信端末100Aと、無線通信端末100Bと、干渉機器120とを備える。

0058

この通信ネットワークにおいて、無線通信端末100Aから無線通信端末100Bへの電波による無線通信が行われる。干渉機器120は、干渉波(妨害波)を発生させる。各実施形態では、干渉機器120が電子レンジである場合を示すがこれに限られない。干渉機器120は、同期型の配信を行う映像ストリーミングシステム、定期的に端末等の監視を行う無線制御システムであってもよい。

0059

無線通信端末100Aから無線通信端末100Bへの通信は、干渉波による影響を受ける。なお、以降の説明において、無線通信端末100A又は無線通信端末100Bのことを、無線通信端末100ということもある。

0060

なお、無線通信端末は、無線通信装置に相当する。

0061

図2は、本開示の実施の形態1における無線通信端末の構成を示すブロック図である。

0062

図2において、無線通信端末100は、アンテナ10、スイッチ11、受信回路12、受信制御回路13、ホストインタフェース14、干渉検出回路15、再送制御回路16、送信タイミング制御回路17、送信制御回路18、及び、送信回路19を備える。

0063

無線通信端末100のアンテナ10は、無線空間へ所定の無線信号を送信、あるいは無線空間から所定の無線信号を受信する。ここで、所定の無線信号はIEEE802.11規格の物理層仕様に従って変調された2.4GHz帯の無線信号である。

0064

スイッチ11は、アンテナ10が受信した無線信号を受信回路12へ出力するか、あるいは送信回路19から出力された無線信号をアンテナ10へ出力するかを切り替える。受信回路12は、無線信号の受信電力を測定し、受信した無線信号を復調し、ベースバンド信号に変換し、上記測定した受信電力とともにフレーム単位で受信制御回路13に出力する。

0065

受信制御回路13は、受信したフレームエラーが発生しているか否かを判定し、正常に受信している場合には、受信したフレームのデータ部をホストインタフェース14に出力する。また、受信制御回路13は、受信フレームの中から無線通信相手先からのACK応答を判別する。所定の期間ACK応答が得られなかった場合には、送信エラーを検出したものと判定し、その判定結果と受信電力を干渉検出回路15に出力する。

0066

ホストインタフェース14は、図示していないホスト、あるいは上位層との間でデータを入出力する。ホスト、あるいは上位層から入力されたデータは、ホストインタフェース14から送信制御回路18へ入力される。

0067

干渉検出回路15は、受信制御回路13から入力された受信電力と送信エラー判定結果を元に、干渉が発生しているか否かを判定し、その結果を再送制御回路16、及び送信タイミング制御回路17に出力する。

0068

再送制御回路16は、干渉検出結果を元に、再送回数と再送時の伝送レートの制御を行う。

0069

送信タイミング制御回路17は、送信制御回路18にパケットの送信タイミングを通知する。

0070

送信制御回路18は、ホストインタフェース14から入力されたデータをIEEE802.11で規定された送信フレーム形式に構成し、送信回路19へ出力する。

0071

送信回路19は、IEEE802.11で規定された変調方式で上記送信フレームを変調し、スイッチ11へ出力する。

0072

なお、アンテナ10、スイッチ11、受信回路12及び送信回路19は、無線通信部に相当する。また、受信制御回路13、ホストインタフェース14、干渉検出回路15、再送制御回路16、送信タイミング制御回路17、及び、送信制御回路18は、通信制御部に相当する。

0073

以上のように構成された無線通信端末100の干渉検出回路15、再送制御回路16、及び送信タイミング制御回路の動作に関して、図3を用いて詳細に説明する。

0074

無線通信端末100は、干渉の影響のない通常の通信状態において、無線通信相手先の無線通信端末にパケットを送信し、ACK応答を受け取る(S10)。

0075

しかしながら、干渉検出回路15において、パケットを送信したにもかかわらず、干渉の影響により、所定の回数連続してACK応答が受信できなかった場合には連続送信エラーと判定し(S11)、受信電力レベルを判定する。

0076

受信電力レベルが所定の電力レベルよりも高い場合、干渉状態にあると判断して(S12)、伝送レート設定、及び再送回数設定を行い、干渉状態に遷移する(S13〜S14)。ここで、上記所定の電力レベルとは、通常状態で正常にフレームが受信可能なレベル、あるいはそれよりも高い電力レベルである。また、通常状態では、再送制御回路16は、無線通信エラーが発生した場合に再送を行うが、再送時の伝送レートは再送する度に落としていくフォールバック制御を行っている。伝送レート設定では、干渉状態に遷移する場合に伝送レートを直前の再送時の伝送レート、あるいはそれ以上の伝送レートに固定に設定する。

0077

干渉状態において、干渉検出回路15は、無線通信相手先の無線端末からACK応答がない場合、伝送レートを固定して再送を継続するが、ACK応答があった場合、送信成功と判定する(S21)。

0078

送信成功と判定した場合、ACK応答を受信した時の無線通信端末が保持するタイマカウンタ値を読み出して、このタイマカウンタ値からデータ長パケット受信からACK応答までに要する時間を差し引いた値を送信タイミング初期値として送信タイミング制御回路17に通知し、送信タイミング制御回路17は送信タイミング初期値を保持する(S22)。ここで、タイマカウンタ値は、無線通信端末100が保持しているIEEE802.11で規定されるTSF(Timing Synchronization Function)タイマの値であり、APとSTAはタイマカウンタ値を同期させてカウントアップしている。

0079

次に、送信タイミング制御回路17は、上記送信タイミング初期値に干渉周期を加算したカウンタ値を送信タイミングとして設定する(S23)。干渉周期は電子レンジの商用電源周波数逆数の1/2であり、商用電源周波数は日本国内においては、東日本では50Hz、西日本においては60Hzである。

0080

ここで、送信タイミングの設定値に関して、図4を用いて説明する。図4は、実施の形態1における電子レンジが発する電磁波と無線通信装置が送信するパケットの送信タイミングを示した図である。

0081

図4において、一例としてパケット送信側となる無線通信端末をアクセスポイント(AP)、パケット受信側となる無線通信端末をSTAとしている。APは、パケットP1をSTA宛に送信するが、STAは電子レンジの発する電磁波の影響で、パケットP1を正常に受信できず、ACK応答を返信しない。APは、STAからのACK応答がないため、再送パケットP1(1)を送信する。このとき、フォールバック制御により、パケットP1(1)のパケット長はパケットP1より長くなっている。以降、同様にSTAはパケットを受信できず、APは再送を繰り返す。そこで、APは干渉状態にあると判断して、再送回数を増やすとともに、フォールバック制御を停止し、パケットP1(3)の再送時には再送パケットP1(2)と同じ伝送レートで送信している。このとき、電子レンジの発する妨害波の停止期間にあるため、STAはパケットP1(3)を正常に受信し、ACK応答をAPに対して返信する。APは、STAからのACK応答を受信したときに、その受信開始時間のTSFタイマ値taを読み出し、以下の(式1)及び(式2)で求められる送信タイミング初期値tp0を求める。

0082

(式1) tp0=ta−Td
(式2) Td=T(P1(r))+Tsifs

0083

(式1)において、Tdはパケット送信開始からACK応答送信開始までに要する時間であり、(式2)で求められる。(式2)において、T(P1(r))は、r回目の再送時のパケットP1のデータの時間長、TsifsはIEEE802.11で規定されているパケット送信終了からACK応答送信開始までの間隔であるSIFS(Short Inter-Frame Space)時間である。図4において、再送回数rは3である場合を図示している。

0084

なお、上記の動作に代替手段として、APは、パケットP1(3)送信時に送信タイミングの初期値tp0を保持するようにしても良い。

0085

次に、APは、以降送信するパケット送信タイミングtp(i)を以下の(式3)により求める。

0086

(式3) tp(i)=tp0+Ti×i

0087

(式3)において、Tiは干渉周期はであり、電子レンジの商用電源周波数の逆数の1/2である。

0088

このように、APは、(式3)により以降、送信するパケットの送信タイミングを設定し、設定した送信タイミングが来た場合に、送信するフレームがあれば、送信を開始する。図4においては、時刻tp(1)のタイミングで、パケットP2を送信している。この時、電子レンジの発する妨害波は出力を停止しているので、STAはパケットP2を正常に受信し、ACK応答を返信する。ここで、パケットP2は、電子レンジによる妨害波がないため、通常通信時の伝送レートで受信可能であるので、APは、パケットP1送信時と同じ通常の通信状態の伝送レートに戻してパケットP2を送信する。以降、APは、干渉状態において、同様の動作を繰り返す。

0089

最後に、図3において、干渉検出回路15は、定期的に電力測定を行い、干渉による妨害波の電力が低下して干渉の影響がなくなったと判断した場合には(S24)、再送回数、通常の通信状態の設定に戻し、通信状態に遷移する(S25)。

0090

以上の動作により、無線通信端末100は、電子レンジが発する妨害波の停止期間に無線通信を行うことができ、電子レンジの干渉の影響により、何度も再送を繰り返すことを避けることができる。また、何度も再送を行わないことにより、無線通信端末100の消費電力を抑えるとともに、無線帯域を不必要に占有することを避けることができる。

0091

なお、実施の形態1においては、無線通信端末100の動作について説明したが、無線通信端末100は、IEEE802.11規格で規定されるアクセスポイント(AP)、あるいはステーション(STA)のいずれであっても良い。

0092

また、実施の形態1においては、干渉状態にある無線通信端末100がパケットを送信するときに、伝送レートを通常状態における伝送レートに戻すようにしたが、この時の伝送レートは、干渉状態に遷移する直前に無線通信が成功した伝送レートと通常状態における伝送レートの間の伝送レートに設定しても良い。

0093

また、実施の形態1においては、パケットP2の次に送信するパケットは送信タイミングtp(2)で送信することになるが、パケット長が短い場合には、パケットP1に対するACK応答後に送信するようにしても良い。

0094

(実施の形態2)
図5は、本開示の実施の形態2における無線通信端末の1つであるステーション(STA)の構成を示すブロック図である。

0095

図5において、STA101は、アンテナ20、スイッチ21、受信回路22、受信制御回路23、ホストインタフェース24、干渉検出回路25、再送制御回路26、送信タイミング通知回路27、送信制御回路28、及び、送信回路29を備える。

0096

ステーション101のアンテナ20、スイッチ21、受信回路22、受信制御回路23、ホストインタフェース24、干渉検出回路25、再送制御回路26、送信制御回路28、及び送信回路29はそれぞれ実施の形態1における無線通信端末100のアンテナ10、スイッチ11、受信回路12、受信制御回路13、ホストインタフェース14、干渉検出回路15、再送制御回路16、送信制御回路18、及び送信回路19と同じ動作を行う。

0097

送信タイミング通知回路27は、干渉検出回路25において検出した送信タイミングの初期値をAPに通知するためのデータとして、送信制御回路28に出力してフレーム化し、後述するAPに送信する。

0098

図6は、本開示の実施の形態2における無線通信端末の1つであるアクセスポイント(AP)の構成を示すブロック図である。

0099

図6において、AP201は、アンテナ40、スイッチ41、受信回路42、受信制御回路43、ホストインタフェース44、送信タイミング通知処理回路45、再送制御回路46、送信タイミング制御回路47、送信制御回路48、及び、送信回路49を備える。

0100

AP201のアンテナ40、スイッチ41、受信回路42、受信制御回路43、ホストインタフェース44、再送制御回路46、送信タイミング制御回路47、送信制御回路48、及び送信回路49はそれぞれ実施の形態1における無線通信端末100のアンテナ10、スイッチ11、受信回路12、受信制御回路13、ホストインタフェース14、再送制御回路16、送信タイミング制御回路17、送信制御回路18、及び送信回路19と同じ動作を行う。

0101

送信タイミング通知処理回路45は、前述したSTA2から受信制御回路43で受信したフレームから送信タイミングの初期値を取り出し、送信タイミング制御回路47に出力する。

0102

以上のように構成されたSTA、及びAPの動作に関して、図7を用いて詳細に説明する。

0103

図7において、STAは電子レンジが発する妨害波の影響を受けるが、APは電子レンジが発する妨害波の影響の範囲外に設置されている。このため、APが送信したパケットP1を受信できず、APはパケットP1の再送を繰り返す。しかしながら、APは電子レンジの発する妨害波の影響を受けていないので、干渉電力レベルを検出できず、フォールバック制御により伝送レートを落としながら、再送を繰り返す。何度か再送した後においても、STAからのACK応答を受信できない場合、APはフォールバック制御を停止して、パケットP1を再送する。図7では、3回目の再送で、パケットP1(3)を2回目の再送と同じ伝送レートで送信している。

0104

STAは、干渉検出回路25において、干渉を検出している状態で、APからのパケットP1(3)を受信したら、ACK応答を送信するとともに、その受信開始時刻のTSFタイマ値を送信タイミングの初期値tp0を読み出して保持する。さらに、STAは、送信タイミングの初期値tp0を送信タイミング通知パケットPiとしてAPに送信する。

0105

APは、送信タイミング通知パケットPiを受信したら、送信タイミングの初期値tp0を保持し、以降送信するパケット送信タイミングtp(i)を実施の形態1における(式3)を用いて求める。このように、APは、以降、送信するパケットの送信タイミングを設定し、設定した送信タイミングが来た場合に、送信するフレームがあれば、送信を開始する。

0106

また、STAは、干渉状態から通常の通信状態に戻った場合にも、APに干渉状態でなくなったことを通知し、APは、通常の通信状態で無線通信を行う。

0107

以上の動作により、APは、電子レンジの干渉影響の範囲外に設置されている場合において、電子レンジ発する妨害波の停止期間を把握することができ、電子レンジの干渉の影響により、何度も再送を繰り返すことを避けることができる。

0108

なお、STAが送信タイミング通知パケットPiを送信するタイミングは、APからのパケットP1(3)受信後としたが、次の送信タイミングtp(1)で送信するようにしても良い。

0109

また、APは特定のSTAとの無線通信が連続して成功しない場合に、短いテストパケットを上記特定のSTAに伝送レート固定のまま連続して送信し、STAが電子レンジの妨害波の停止期間を検出できるようにしても良い。

0110

(実施の形態3)
図8は、本開示の実施の形態3におけるアクセスポイント(AP)の構成を示すブロック図である。

0111

図8において、AP202は、アンテナ40、スイッチ41、受信回路42、受信制御回路43、ホストインタフェース44、送信タイミング通知処理回路45、端末管理回路50、送信タイミング通知回路51、送信制御回路48、及び、送信回路49を備える。

0112

AP202のアンテナ40、スイッチ41、受信回路42、受信制御回路43、ホストインタフェース44、送信タイミング通知処理回路45、送信制御回路48、及び、送信回路49はそれぞれ実施の形態2のAP201における同名の構成要素と同じ動作を行う。

0113

端末管理回路50は、送信タイミング通知パケットPiを送信したSTAのMAC(Media Access Control)アドレスを管理する。送信タイミング通知回路51は、端末管理回路50で管理しているSTA宛に送信タイミングの初期値tp0を通知する送信タイミング通知パケットを送信する。

0114

図9は、本開示の実施の形態3におけるステーション(STA)の構成を示すブロック図である。

0115

図9において、STA102は、アンテナ20、スイッチ21、受信回路22、受信制御回路23、ホストインタフェース24、送信タイミング通知処理回路30、再送制御回路26、送信タイミング制御回路31、送信制御回路28、及び、送信回路29を備える。

0116

STA102のアンテナ20、スイッチ21、受信回路22、受信制御回路23、ホストインタフェース24、再送制御回路26、送信制御回路28、及び送信回路29はそれぞれ実施の形態2におけるSTA101と同じ動作を行う。

0117

送信タイミング通知処理回路30は、APから受信制御回路23で受信したフレームから送信タイミングの初期値を取り出し、送信タイミング制御回路31、及び再送制御回路26に出力する。送信タイミング制御回路31は、パケットの送信タイミングを送信制御回路28に通知する。

0118

以上のように構成されたAP、及びSTAの動作に関して、図10を用いて詳細に説明する。

0119

図10において、AP202が無線通信可能なエリア1にはSTA102〜104、及びSTA111〜113が属しており、無線通信ネットワークを構成している。また、STA102〜104は、同時に電子レンジ301が出力する妨害波の影響を受けるエリア2にも属している。

0120

このようにAP202、及びSTA102〜104が設置されている場合に、AP202がSTA102、STA103、及びSTA104宛てに順次パケットを送信した場合、STA102、STA103及び、STA104は電子レンジが発する妨害波の影響により、当該パケットを受信できず、AP202は当該パケットの再送を繰り返す。しかしながら、AP202は電子レンジの発する妨害波の影響を受けていないので、干渉電力レベルを検出できない。このような場合には、実施の形態2で示したように、STA102、STA103、及びSTA104は、AP202に対して、送信タイミング通知パケットにより送信タイミングの初期値を通知する。

0121

AP202は、STA102、STA103、及びSTA104から送信タイミング通知パケットを受信すると、送信タイミング通知処理回路45により、STA102、STA103、及びSTA104のMACアドレスと送信タイミングの初期値を端末管理回路50に出力する。端末管理回路50は、STA102、STA103、及びSTA104のMACアドレスを管理するとともに、それぞれの送信タイミングの初期値を平均化して、送信タイミング通知回路51に出力する。

0122

電子レンジ301が動作を停止した場合には、STA102、STA103、及びSTA104は、AP202に対し、電子レンジの干渉の影響がなくなったことを通知する。

0123

次に、再度電子レンジが動作した場合に、最初に電子レンジの干渉を検知したSTA102〜STA104のいずれかが、送信タイミング通知パケットをAP202に対して送信する。AP202は、送信タイミング通知パケットを受信したら、端末管理回路50によって管理しているSTA102、STA103及びSTA104に対して、以降パケット送信を開始するタイミングと、電子レンジの干渉周期毎にパケットの送信開始することを送信タイミング通知パケットにより通知する。

0124

なお、送信タイミング通知パケットは、STA102、STA103及びSTA104に順次ユニキャストにより送信しても良いし、STA102、STA103及びSTA104をグループ化してグループアドレスを付与し、上記グループアドレス宛マルチキャスト送信しても良い。

0125

STA102、STA103、及びSTA104は、送信タイミング通知パケットを受信したら、送信タイミング通知パケットから送信タイミングを取り出し、以降当該送信タイミングから電子レンジの干渉周期毎にパケットの送信を開始する。

0126

また、電子レンジの干渉影響を受けていないSTA111、STA112、及びSTA113は、上記送信タイミング通知パケットを受信していないので、上記送信タイミングに関係なく、AP202との通信を行う。

0127

また、AP202は、STA102〜STA104に対し、送信するデータがある場合には、上記送信タイミングでパケット送信を開始し、STA111〜STA113に対し、送信するデータがある場合には、上記送信タイミングに関係なく、いつでもパケットの送信を開始する。

0128

以上の動作により、電子レンジの干渉影響を受けているSTAは、電子レンジの発する妨害波の停止期間にAPと無線通信を行うことができるとともに、電子レンジの干渉影響の範囲外に設置されているSTAは、電子レンジ発する妨害波に関係なく、APと無線通信を行うことができ、無線通信ネットワーク全体として効率的な無線通信を行うことができる。

0129

なお、実施の形態3において、AP202は、送信タイミングの初期値を通知したSTAのMACアドレスを管理し、管理しているMACアドレスのSTA宛のみに送信タイミングを送信するようにしたが、すべてのSTAにブロードキャストすることで通知するようにしても良い。

0130

(実施の形態4)
図11は、本開示の実施の形態4におけるアクセスポイント(AP)の構成を示すブロック図である。

0131

図11において、AP203は、アンテナ60、スイッチ61、受信回路62、受信制御回路63、ホストインタフェース64、干渉検出回路65、キャリアセンス制御回路66、送信制御回路67、及び、送信回路68を備える。

0132

AP203のアンテナ60、スイッチ61、受信回路62、受信制御回路63、ホストインタフェース64、干渉検出回路65、送信回路68は、それぞれ実施の形態1における無線通信端末100のアンテナ10、スイッチ11、受信回路12、受信制御回路13、ホストインタフェース14、干渉検出回路15、及び送信回路19と同じ動作を行う。

0133

送信制御回路67は、実施の形態1における無線通信端末100の送信制御回路18の動作に加えて、IEEE802.11で規定されるビーコンフレームを所定の周期毎に送信する。

0134

キャリアセンス制御回路66は、干渉検出回路65が出力する干渉状態の判定結果を元に、キャリアセンスの方式を切り替える。

0135

IEEE802.11規格において、キャリアセンス方式はプリアンブル検出方式とレベル検出方式の2種類が規定されている。プリアンブル検出方式では、IEEE802.11で規定されている物理層フレーム先頭部分であるプリアンブルを検出した場合に、無線メディアが使用されていると判断する。これに対し、レベル検出方式では、受信電力を測定し、所定の受信電力レベル以上であれば、無線メディアが使用中であると判断する。

0136

無線端末がパケットを送信前にキャリアセンス方式としてプリアンブル検出方式を用いると、IEEE802.11規格に準拠した端末がパケットを送信中である場合に、パケット送信開始を延期するために、無線通信ネットワーク内でパケットが衝突することを回避することができる。

0137

一方、キャリアセンス方式としてレベル検出方式を用いると、IEEE802.11規格の無線端末を含め、同一周波数帯を利用する無線端末がパケットを送信中である場合に、パケット送信を延期する。しかしながら、ISMバンドである2.4GHz帯はIEEE802.11規格の無線端末以外にもBluetooth(登録商標)やコードレス電話など多くの無線機器が使用し、また電子レンジの発する妨害波の影響もあるため、レベル検出方式では、パケットを送信する機会がなかなか得られない。このため、一般的には、他の無線機器との干渉の影響はあるものの、プリアンブル検出方式が利用されている。

0138

また、上記ビーコンフレームは、APが構成する無線通信ネットワークに属するすべてのSTAに向けて所定の周期毎に、上記プリアンブル検出方式のキャリアセンスを行った後にブロードキャスト送信される。ビーコンフレームには、TSFタイマカウンタなどの情報が搭載されており、APとSTAが時間同期を確立することが可能となる。STAは、このビーコンフレームを所定の回数受信できない場合、APの通信範囲外になった等の理由により、現在属している無線通信ネットワークを構成するAPとは通信不可能と判断して、当該APとの接続を切断し、他のAPを探索する。

0139

しかしながら、このような状況は、電子レンジが動作し、電子レンジの干渉の影響を受けてSTAがビーコンフレームを受信できないときにも発生し、一時的にAPとSTAの接続が切断される。これは、電子レンジの妨害波の影響がある環境においても、APがプリアンブル検出方式のキャリアセンスにより、ビーコンの送信を行っているためであり、他の無線機器による妨害の影響よりもはるかに出力が大きい電子レンジの妨害波が出力されているときには、レベル検出方式のキャリアセンスを行い、電子レンジの妨害波が出力されている期間を避けてビーコンを送信するのが望ましい。

0140

そこで、APにキャリアセンス制御回路を設け、通常の通信時においてはプリアンブル検出方式のキャリアセンスを行ってからビーコン送信を行い、電子レンジが動作し、干渉状態にある場合には、キャリアセンス方式をレベル検出方式に切り替えてビーコンを送信する。干渉状態でなくなった場合には、再びキャリアセンス方式をプリアンブル検出方式に切り替える。

0141

ただし、電子レンジの発する妨害波のレベルは常に一定ではなく、ランダムであるために、レベル検出方式のキャリアセンスでは、検出する受信電力のレベルの設定値により、キャリアセンスを行ったにもかかわらず、キャリアセンスに失敗してビーコン送信開始してしまう場合もある。そのような場合においても、ビーコン送信時に毎回キャリアセンスを失敗することはないので、STAはビーコンを受信できる。

0142

以上の動作により、電子レンジが動作して干渉の影響がある状態においても、APとSTAの接続は切断されることなく、無線通信を継続できる。

0143

(実施の形態5)
図12は、本開示の実施の形態5におけるアクセスポイント(AP)の構成を示すブロック図である。

0144

図12において、AP204は、アンテナ60、スイッチ61、受信回路62、受信制御回路63、ホストインタフェース64、干渉検出回路65、ビーコン送信タイミング制御回路69、送信制御回路67、及び、送信回路68を備える。

0145

AP204のアンテナ60、スイッチ61、受信回路62、受信制御回路63、ホストインタフェース64、干渉検出回路65、送信回路68は、それぞれ実施の形態4のAP203における同名の構成要素と同じ動作を行う。

0146

以上のように構成されたAP204の動作に関して、図13を用いて詳細に説明する。

0147

図13において、AP、及びSTAはいずれも電子レンジが妨害波を発する期間はパケットを正常に受信できない。APは、無線通信ネットワークに所属するすべてのSTAに対して、時間Tbi0の間隔でビーコンをブロードキャスト送信している。しかしながら、電子レンジの発する妨害波の影響により、STAはビーコンを受信することができない。このような状況が続いた場合、STAはAPとの接続を切断し、他の接続可能なAPを探索する。

0148

そこで、APは干渉検出回路65により、電子レンジの妨害波の影響があると判断した場合には、実施の形態1と同様に、(式4)を用いて送信タイミングの初期値tp0からビーコン送信タイミングtbc(i)を求める。

0149

(式4) tbc(1)=tp0+Ti×k

0150

(式4)において、Tiは干渉周期はであり、電子レンジの商用電源周波数の逆数の1/2、また、kは整数であり、tbc(1)は(式5)を満足する最小の値である。

0151

(式5) tbc(1)≧tb(1)+Tbi0

0152

(式5)において、Tbi0は、通常の無線通信時のAPがビーコンを送信する周期である。つまり、APは時刻tbc(1)にビーコンB01を送信した後、時間Tbi0後にビーコンB02を送信するはずであるが、これを次の電子レンジが発する妨害波の停止期間に移行させて、時刻tbc(1)にビーコンB11の送信を開始する。以降、APは、時間Tbi1間隔でビーコンの送信を開始する。Tbi1は、(式6)により求められる。

0153

(式6) Tbi1=Ti×m

0154

(式6)において、mは整数である。

0155

以上の動作により、電子レンジが動作して干渉の影響がある状態においても、APは電子レンジが発する妨害波の停止期間にビーコンを送信することができ、STAはビーコンを正常に受信することが可能となり、APとSTAの接続は切断されることなく、無線通信を継続できる。

0156

(実施の形態6)
図14は、本開示の実施の形態6におけるアクセスポイント(AP)の構成を示すブロック図である。

0157

図14において、AP205は、アンテナ60、スイッチ61、受信回路62、受信制御回路63、ホストインタフェース64、送信タイミング通知処理回路70、ビーコン送信タイミング制御回路69、送信制御回路67、及び、送信回路68を備える。

0158

AP205のアンテナ60、スイッチ61、受信回路62、受信制御回路63、ホストインタフェース64、ビーコン送信タイミング制御回路69、送信制御回路67、送信回路68は、それぞれ実施の形態5のAP204における同名の構成要素と同じ動作を行う。

0159

以上のように構成されたAP205の動作に関して、詳細に説明する。

0160

AP205が、電子レンジが発する妨害波の影響の範囲外に設置されている場合、AP205が送信するパケットを電子レンジの干渉影響下にあるSTAは受信できない。このため、電子レンジの干渉影響下にあるSTAは実施の形態2における動作を行い、送信タイミング通知パケットをAP205に対して送信する。AP205は送信タイミング通知処理回路70で、STAが送信した送信タイミング通知パケットの受信処理を行い、送信タイミングの初期値tp0をビーコン送信タイミング制御回路69に通知する。

0161

ビーコン送信タイミング制御回路69は、上記送信タイミングの初期値tp0を用いて、実施の形態5で説明したビーコン送信タイミングtbc(i)を求め、送信制御回路67に出力する。以降、AP205はビーコン送信タイミングtbc(i)でビーコンを送信する。

0162

以上の動作により、APが、電子レンジが発する妨害波の影響の範囲外に設置されている場合においても、電子レンジの妨害波の停止期間にビーコンを送信することが可能となる。このため、電子レンジの干渉影響下にあるSTAも、APが送信するビーコンを正常に受信することができ、APとの接続を継続することができる。

0163

(実施の形態7)
図15は、本開示の実施の形態7における干渉波とSTAが送信するパケットの送信タイミングの一例を示す図である。

0164

実施の形態1において、電子レンジが発する妨害波の周期をTiとしたが、日本国内においては東日本と西日本で商用電源周波数が異なるため、東日本と西日本でその周期Tiは異なる。

0165

東日本における商用電源周波数は50Hzであるため、インバータ型の電子レンジが妨害波を発する周期Tieは、その逆数の1/2であり、約10msecとなる。インバータ型の電子レンジにおいて、機種による差はあるが、一般的に妨害波を出力する期間は約7.7msec、妨害波の出力を停止する期間は約2.3msecである。

0166

一方、西日本における商用電源周波数は60Hzであるため、インバータ型の電子レンジが妨害波を発する周期Tiwは約8.3msecとなる。インバータ型の電子レンジにおいて、一般的に妨害波を出力する期間は約6.3msec、妨害波の出力を停止する期間は約2.0msecである。

0167

実施の形態1による方法を用いて、STAが周期Tieごとにパケットを送信すると、東日本で使用する場合には、電子レンジの発する妨害波の停止期間に無線通信できるため、正常に無線通信を行うことが可能となるが、西日本で使用する場合には、周期Tieと周期Tiwのずれが発生し、一旦正常に無線通信ができたとしても、再び、電子レンジの発する妨害波の影響を受け、無線通信エラーが発生する。図15において、西日本で使用する場合に、干渉を検出したSTAがパケットP1を送信する時は、電子レンジが妨害波の出力を停止する期間に送信しているが、パケットP2を送信するときは、電子レンジが妨害波を発する期間にパケットP2を送信しているために、再送を繰り返すことになる。また、時間Tie後にもパケットP3を送信しているが、同様に妨害波の影響を受け、再送を繰り返す。

0168

このような課題に対し、実施の形態7においては、実施の形態1における送信タイミング制御回路17において、周期TieとTiwを切り替えるようにしている。すなわち、干渉状態において、送信タイミング制御回路17で周期Tiを東日本の周期Tieに設定して送信タイミングtp(i)を求め、送信タイミングを決定するが、再び連続してパケットを再送していることを検知した場合に、再送を繰り返してAck応答を受信した開始時刻のTSFタイマ値taを読み出し、(式1)を用いて送信タイミングの初期値tp0を求める。

0169

さらに、(式3)おいて、周期Tiを西日本の周期Tiwに切り替えて送信タイミングtp(i)を求め、以降その時刻にパケットを送信する。

0170

図15においては、パケットP3の再送を繰り返して、再送が成功したタイミングから送信タイミングの初期値tp0を求め、以降、周期をTiwに変更し、パケットP4を送信している。

0171

以上の動作により、電子レンジを設置する地域により、妨害波が出力される周期が異なっていても、その周期を変更することで、電子レンジの妨害波の影響を避けて、正常に無線通信を行うことが可能となる。

0172

(実施の形態8)
図16は、本開示の実施の形態8における干渉波とSTAが送信するパケットの送信タイミングの一例を示す図である。

0173

実施の形態1において、電子レンジが発する妨害波の周期をTiとしたが、電子レンジには複数の型式がある。一般的にはインバータ型とトランス型が利用されており、それぞれ妨害波を発する周期が異なっている。インバータ型の電子レンジが妨害波を発する周期は商用電源周波数の逆数の1/2であるが、トランス型の電子レンジの発する妨害波の周期は商用電源周波数の逆数であり、インバータ型よりも妨害波を出力している期間は短い。

0174

図16において、インバータ型の電子レンジが妨害波を発する周期Tiiは、実施の形態7で説明した通りである。トランス型の電子レンジに関しては、東日本では妨害波を発する周期Titは約20.0msecであり、また、機種により若干の違いはあるが、妨害波を出力している期間は約8.4msec、妨害波の出力を停止している期間は約11.6msecである。一方、西日本では、トランス型の電子レンジが妨害波を発する周期Titは約16.7msecであり、機種により若干の違いはあるが、妨害波を出力している期間は約7.5msec、妨害波の出力を停止している期間は約9.2msecである。

0175

実施の形態1による方法を用いて、電子レンジが妨害波を発する周期Tiとしてインバータ型の周期Tiiを設定して無線通信を行うと、干渉状態において、STAは周期Tiiごとにパケットを送信することになる。しかしながら、実際に使用されている電子レンジがトランス型である場合には、電子レンジの発する妨害波の影響を受けていない期間が長く、干渉の影響がないにもかかわらず、STAはパケットを送信できない。

0176

そこで、実際に使用されている電子レンジがトランス型であるか否か確認するために、送信タイミングの時刻tp(i)から周期Tit後にテストパケットPtを送信して、干渉の影響を検知する。図16において、一例として、周期Tiiを4分割した時刻に送信している。この場合、例えば4回テストパケットPtを送信した中で、3回以上ACK応答が受信できた場合は、トランス型の電子レンジと判断する。

0177

トランス型の電子レンジと判断した場合には、パケット送信タイミングtp(i)でパケット送信後に、電子レンジが妨害波の出力を停止している間、パケット送信を継続する。このように、STAは送信するパケットがある場合に連続してパケットを送信することで、電子レンジが妨害波の出力を停止している期間で効率的に無線通信を行うことができる。

0178

なお、上記のテストパケット送信する回数は4回としたが、3回以上送信し、その半分以上の回数ACK応答が受信できた場合には、トランス型の電子レンジと判断しても良い。

0179

また、テストパケットを送信する代わりに、テストパケットを送信するタイミングで受信電力レベルを測定し、所定の電力レベル以上の受信電力レベルが連続して検出されていないか確認し、連続して検出されない場合にはトランス型の電子レンジと判断しても良い。

0180

以上の動作により、電子レンジの型式の違いにより、電子レンジが妨害波の出力を停止する期間が異なっていても、その停止期間を検出し、効率的な無線通信を行うことができる。

0181

なお、上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、CPUまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。ここで、上記各実施の形態の無線通信装置などを実現するソフトウェアは、次のようなプログラムである。

0182

すなわち、このプログラムは、コンピュータに、相手先の無線通信装置と無線通信ネットワークを介して通信する無線通信装置の制御方法であって、前記相手先の無線通信装置に第1データを送信し、前記第1データを送信しても前記相手先の無線通信装置から当該第1データに対応するAck信号を受信できない期間は、第1の送信間隔で当該第1データを再送し、前記相手先の無線通信装置から前記第1データに対応するAck信号を受信できた場合には、データの送信間隔を前記第1の送信間隔から電子レンジの干渉波に対応する周期に対応する第2の送信間隔に切り替え、当該記第1データを送信してから前記第2の送信間隔が経過したタイミングで前記第1データの次の第2データを前記相手先の無線通信装置に送信する無線通信装置の制御方法を実行させる。

0183

以上、一つまたは複数の態様に係る無線通信などについて、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、この実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。

0184

本開示は、干渉が発生している状況において、干渉の影響を回避するとともに、回線が切断されることを回避する効果を有し、複数の無線通信装置を接続して無線LANシステムを構築するのに適用できる。

0185

10、20、40、60アンテナ
11、21、41、61 スイッチ
12、22、42、62受信回路
13、23、43、63受信制御回路
14、24、44、64ホストインタフェース
15、25干渉検出回路
16、26再送制御回路
17、31、47送信タイミング制御回路
18、28、48、67送信制御回路
19、29、49、68送信回路
27、51送信タイミング通知回路
30、45、70 送信タイミング通知処理回路
46 再送制御回路
50端末管理回路
65 干渉検出回路
66キャリアセンス制御回路
69ビーコン送信タイミング制御回路
100、100A、100B無線通信端末
101、102、103、104、111、112、113ステーション
120干渉機器
200無線通信ネットワークエリア
201、202、203、204、205アクセスポイント
300電子レンジが発する妨害波の影響を受けるエリア
301 電子レンジ

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