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RADIO COMMUNICATION SYSTEM, RADIO COMMUNICATION DEVICE, AND RADIO COMMUNICATION METHOD

Patent code P150012405
File No. 3604
Posted date Oct 16, 2015
Application number P2012-071850
Publication number P2013-207384A
Patent number P5713457
Date of filing Mar 27, 2012
Date of publication of application Oct 7, 2013
Date of registration Mar 20, 2015
Inventor
  • (In Japanese)大槻 暢朗
  • (In Japanese)杉山 隆利
  • (In Japanese)守倉 正博
  • (In Japanese)中戸 裕基
Applicant
  • (In Japanese)日本電信電話株式会社
  • (In Japanese)国立大学法人京都大学
Title RADIO COMMUNICATION SYSTEM, RADIO COMMUNICATION DEVICE, AND RADIO COMMUNICATION METHOD
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radio communication system that can set a communication opportunity in response to a request from a terminal.
SOLUTION: In order to divide each of a plurality of terminals into a first virtual group including a terminal to request high-speed communication and a second virtual group including a terminal to request power saving communication, an access point comprises control packet transmission means for broadcasting a control packet including virtual group setting information associating terminal identification information belonging respectively to the first virtual group or the second virtual group with information specifying the communication period of a terminal having the terminal identification information. The terminal comprises control packet receiving means for receiving a control packet, and communication means for performing communication with the access point in a communication period associated with the terminal identification information included in a control packet corresponding with its own terminal identification information, and sets the communication period of a terminal belonging to the first virtual group longer than the communication period of a terminal belonging to the second virtual groups.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

無線LANによるアクセスは、無線LAN端末がアクセスポイント(Access Point;AP)と直接通信する1ホップ(インフラストラクチャ・モード)が主に用いられている。しかし、電波が壁や床などで反射して通信品質が不安定になる場所や障害物により電波の届かない場所があり、広い範囲で安定した通信を行うためにはアクセスポイントからの信号を安定して受信できる場所に中継局(Relay Station;RS)を導入することが有効である。

しかし、中継局を導入することで伝送回数が増加するため、スループットの低下や遅延時間の増大が問題となる。この問題に対して、無線LAN端末及び中継局のMAC(Media Access Control)層とネットワーク層の中間層にネットワークコーディング(Network Coding;NC)方式を実装し、それらの無線LAN端末並びに中継局でマルチホップネットワークを構成することで、システムスループットを向上させる取り組みがなされている。このとき、無線LANシステムにおいてアクセスポイントの近くにありアクセスポイントと安定して通信できる状態にある無線LAN端末は、中継局を介することなく直接アクセスポイントと通信を行うと考えられる。このようなホップ数の異なる無線LAN端末の混在するNC方式を用いた無線LANシステムが存在する。

無線LANの特性を大きく劣化させる要因の一つに無線局の同時送信による衝突が挙げられる。IEEE802.11規格ではCSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance;搬送波感知多重アクセス/衝突回避方式)による自律分散制御が行われている。CSMA/CAではそれぞれの無線LAN端末がキャリアセンスにより他の無線LAN端末の送信状況を把握し、送信タイミングを自律的に制御し送信タイミングをずらすことで、衝突確率を減少させている。

しかしながら、無線LANで用いられるCSMA/CAプロトコルでは、無線局の導入等により無線局数が増加すると、バックオフアルゴリズムにより同じバックオフ時間を設ける局が複数存在する確率が高くなり、無線局の同時送信による衝突の確率が増加しシステムのスループット特性劣化の要因となる。この影響を少なくするためには、バックオフアルゴリズムにより競合する無線局数を減らすことが有効である。すなわち、無線局を仮想的にグループ化し、仮想グループごとに通信時間を割り当てることで、同時に競合する無線局数を減らすことができる(例えば、非特許文献1参照)。

非特許文献1では、チャネルをアイドル区間とビジー区間の対からなる仮想グループに区切り、無線LAN端末が自律的に仮想グループサイクル数および競合に参加する仮想グループを決定するDCF/VG(Distributed Coordination Function with Virtual Group)方式が提案されている。ここでは、端末において衝突確率を計測し、理論的にスループットを最大化する衝突確率と随時比較しながら仮想グループ内でのSTA数(端末数)を調整する。アイドル区間とビジー区間の対を一つの仮想グループとし、連続するいくつかの仮想グループのうち一つの仮想グループでのみ競合が許可される。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、無線LAN(Local Area Network)等の無線通信システムにおいてパケットの衝突回避を行う無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
アクセスポイントと、複数の端末とを含む無線通信システムであって、
前記アクセスポイントは、
前記複数の端末の各々を、高速通信を要求する端末を含む第1の仮想グループと、省電力通信を要求する端末を含む第2の仮想グループのいずれかに分割するために、前記第1または第2の仮想グループそれぞれに属する端末識別情報と、該端末識別情報を持つ前記端末の通信期間を特定する情報とを関係付けた仮想グループ設定情報を含む制御パケットをブロードキャストする制御パケット送信手段を備え、
前記端末は、
前記制御パケットを受信する制御パケット受信手段と、
自己の端末識別情報と一致する前記制御パケットに含まれる前記端末識別情報に関係付けられた前記通信期間において、前記アクセスポイントとの間で通信を行う通信手段とを備え、
前記制御パケット送信手段は、全ての仮想グループの送受信期間が終了する通信周期において前記第2の仮想グループに属する前記端末がスリープモードに入る割合と、前記第1の仮想グループに属する前記端末の数及び前記第2の仮想グループに属する前記端末の数とに基づいて、前記第1の仮想グループに属する前記端末の前記通信期間を、前記第2の仮想グループに属する前記端末の通信期間より長くなるように設定することを特徴とする無線通信システム。

【請求項2】
 
アクセスポイントと、複数の端末とを含む無線通信システムであって、
前記アクセスポイントは、
前記複数の端末の各々を、低遅延通信を要求する端末を含む第1の仮想グループと、省電力通信を要求する端末を含む第2の仮想グループのいずれかに分割するために、前記第1または第2の仮想グループそれぞれに属する端末識別情報と、該端末識別情報を持つ前記端末の通信期間を特定する情報とを関係付けた仮想グループ設定情報を含む制御パケットをブロードキャストする制御パケット送信手段を備え、
前記端末は、
前記制御パケットを受信する制御パケット受信手段と、
自己の端末識別情報と一致する前記制御パケットに含まれる前記端末識別情報に関係付けられた前記通信期間において、前記アクセスポイントとの間で通信を行う通信手段とを備え、
前記制御パケット送信手段は、全ての仮想グループの送受信期間が終了する通信周期において、前記第1の仮想グループに属する前記端末の前記通信期間を、前記第2の仮想グループに属する前記端末の通信期間より長く設定するとともに、前記第1の仮想グループの通信期間を、送信区間と受信区間とからなる複数の送受信区間に分けて配置することを特徴とする無線通信システム。

【請求項3】
 
アクセスポイントと、複数の端末とを含む無線通信システムにおけるアクセスポイントとして動作する無線通信装置であって、
前記複数の端末の各々を、高速通信を要求する端末を含む第1の仮想グループと、省電力通信を要求する端末を含む第2の仮想グループのいずれかに分割するために、前記第1または第2の仮想グループそれぞれに属する端末識別情報と、該端末識別情報を持つ前記端末の通信期間を特定する情報とを関係付けた仮想グループ設定情報を含む制御パケットをブロードキャストする制御パケット送信手段を備え、
前記制御パケット送信手段は、全ての仮想グループの送受信期間が終了する通信周期において前記第2の仮想グループに属する前記端末がスリープモードに入る割合と、前記第1の仮想グループに属する前記端末の数及び前記第2の仮想グループに属する前記端末の数とに基づいて、前記第1の仮想グループに属する前記端末の前記通信期間を、前記第2の仮想グループに属する前記端末の通信期間より長くなるように設定することを特徴とする無線通信装置。

【請求項4】
 
アクセスポイントと、複数の端末とを含む無線通信システムにおけるアクセスポイントとして動作する無線通信装置であって、
前記複数の端末の各々を、低遅延通信を要求する端末を含む第1の仮想グループと、省電力通信を要求する端末を含む第2の仮想グループのいずれかに分割するために、前記第1または第2の仮想グループそれぞれに属する端末識別情報と、該端末識別情報を持つ前記端末の通信期間を特定する情報とを関係付けた仮想グループ設定情報を含む制御パケットをブロードキャストする制御パケット送信手段を備え、
前記制御パケット送信手段は、全ての仮想グループの送受信期間が終了する通信周期において、前記第1の仮想グループに属する前記端末の前記通信期間を、前記第2の仮想グループに属する前記端末の通信期間より長く設定するとともに、前記第1の仮想グループの通信期間を、送信区間と受信区間とからなる複数の送受信区間に分けて配置することを特徴とする無線通信装置。

【請求項5】
 
アクセスポイントと、複数の端末とを含む無線通信システムが行う無線通信方法であって、
前記アクセスポイントが、前記複数の端末の各々を、高速通信を要求する端末を含む第1の仮想グループと、省電力通信を要求する端末を含む第2の仮想グループのいずれかに分割するために、前記第1または第2の仮想グループそれぞれに属する端末識別情報と、該端末識別情報を持つ前記端末の通信期間を特定する情報とを関係付けた仮想グループ設定情報を含む制御パケットをブロードキャストする制御パケット送信ステップと、
前記端末が、前記制御パケットを受信する制御パケット受信ステップと、
前記端末が、自己の端末識別情報と一致する前記制御パケットに含まれる前記端末識別情報に関係付けられた前記通信期間において、前記アクセスポイントとの間で通信を行う通信ステップとを有し、
前記制御パケット送信ステップでは、全ての仮想グループの送受信期間が終了する通信周期において前記第2の仮想グループに属する前記端末がスリープモードに入る割合と、前記第1の仮想グループに属する前記端末の数及び前記第2の仮想グループに属する前記端末の数とに基づいて、前記第1の仮想グループに属する前記端末の前記通信期間を、前記第2の仮想グループに属する前記端末の通信期間より長くなるように設定することを特徴とする無線通信方法。

【請求項6】
 
アクセスポイントと、複数の端末とを含む無線通信システムが行う無線通信方法であって、
前記アクセスポイントが、前記複数の端末の各々を、低遅延通信を要求する端末を含む第1の仮想グループと、省電力通信を要求する端末を含む第2の仮想グループのいずれかに分割するために、前記第1または第2の仮想グループそれぞれに属する端末識別情報と、該端末識別情報を持つ前記端末の通信期間を特定する情報とを関係付けた仮想グループ設定情報を含む制御パケットをブロードキャストする制御パケット送信ステップと、
前記端末が、前記制御パケットを受信する制御パケット受信ステップと、
前記端末が、自己の端末識別情報と一致する前記制御パケットに含まれる前記端末識別情報に関係付けられた前記通信期間において、前記アクセスポイントとの間で通信を行う通信ステップとを有し、
前記制御パケット送信ステップでは、全ての仮想グループの送受信期間が終了する通信周期において、前記第1の仮想グループに属する前記端末の前記通信期間を、前記第2の仮想グループに属する前記端末の通信期間より長く設定するとともに、前記第1の仮想グループの通信期間を、送信区間と受信区間とからなる複数の送受信区間に分けて配置することを特徴とする無線通信方法。

【請求項7】
 
アクセスポイントと、複数の端末とを含む無線通信システムにおけるアクセスポイントとして動作する無線通信装置が行う無線通信方法であって、
前記複数の端末の各々を、高速通信を要求する端末を含む第1の仮想グループと、省電力通信を要求する端末を含む第2の仮想グループのいずれかに分割するために、前記第1または第2の仮想グループそれぞれに属する端末識別情報と、該端末識別情報を持つ前記端末の通信期間を特定する情報とを関係付けた仮想グループ設定情報を含む制御パケットをブロードキャストする制御パケット送信ステップを有し、
前記制御パケット送信ステップでは、全ての仮想グループの送受信期間が終了する通信周期において前記第2の仮想グループに属する前記端末がスリープモードに入る割合と、前記第1の仮想グループに属する前記端末の数及び前記第2の仮想グループに属する前記端末の数とに基づいて、前記第1の仮想グループに属する前記端末の前記通信期間を、前記第2の仮想グループに属する前記端末の通信期間より長くなるように設定することを特徴とする無線通信方法。

【請求項8】
 
アクセスポイントと、複数の端末とを含む無線通信システムにおけるアクセスポイントとして動作する無線通信装置が行う無線通信方法であって、
前記複数の端末の各々を、低遅延通信を要求する端末を含む第1の仮想グループと、省電力通信を要求する端末を含む第2の仮想グループのいずれかに分割するために、前記第1または第2の仮想グループそれぞれに属する端末識別情報と、該端末識別情報を持つ前記端末の通信期間を特定する情報とを関係付けた仮想グループ設定情報を含む制御パケットをブロードキャストする制御パケット送信ステップを有し、
前記制御パケット送信ステップでは、全ての仮想グループの送受信期間が終了する通信周期において、前記第1の仮想グループに属する前記端末の前記通信期間を、前記第2の仮想グループに属する前記端末の通信期間より長く設定するとともに、前記第1の仮想グループの通信期間を、送信区間と受信区間とからなる複数の送受信区間に分けて配置することを特徴とする無線通信方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2012071850thum.jpg
State of application right Registered
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