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無線通信システムおよび無線通信方法 NEW

国内特許コード P180015580
整理番号 5041
掲載日 2018年11月22日
出願番号 特願2015-146964
公開番号 特開2017-028582
出願日 平成27年7月24日(2015.7.24)
公開日 平成29年2月2日(2017.2.2)
発明者
  • 村山 大輔
  • 杉山 隆利
  • 守倉 正博
  • 船引 魁人
出願人
  • 日本電信電話株式会社
  • 国立大学法人京都大学
発明の名称 無線通信システムおよび無線通信方法 NEW
発明の概要 【課題】既存WLANとRoF-WLANが共存する構成において、RoF-WLANにおけるスループット特性の改善を図りながら、上下スループット比を調整する。
【解決手段】CSMA/CA方式によるアクセス制御を行う既存の無線通信システムと共存し、キャリアセンスを行わずにアクセス制御を行う無線通信システムにおいて、既存の無線通信システムでデータ送受信を行うためのアクセス制御信号から、データ送受信が行われるNAV期間を取得して設定する手段と、NAV期間の終了時刻から内部遅延時間前を起点に、CSMA/CA方式におけるDIFS時間以下、0以上の時間Tw 後に、送信データがある場合にアクセス制御信号を送信する際に、所定の送信待機確率αで送信を待機する送信制御手段とを備える。
【選択図】 図2
従来技術、競合技術の概要


種々の規格の多くの無線LAN機器に対応するために、RoF(Radio over Fiber)を用いた無線LANシステム(RoF-WLAN)が検討されている。



図3は、RoF-WLANと既存WLANの共存構成例を示す。
図3において、宅内もしくはオフィス内に、既存WLANの既存AP(Access Point) 11および既存STA(Station )12と、RoF-WLANのRoF-APのRF処理部21およびRoF-STA24が存在する。ここで、RoF-APの機能は、光ファイバ23を介して接続されるRF処理部21と局舎内のAP処理部22に分割されている。RoF-APのRF処理部21は、光信号と電波との変換を行う構成であり、RoF-APのAP処理部22は、PHY(Physical)層およびMAC(Medium Access Control )層のAP処理を行う。したがって、RF処理部21とAP処理部22と間には光ファイバ23を介して通信することによる伝搬遅延が発生し、RoF-APとしてフレーム送受信やキャリア検出が遅れる。



そのため、既存WLANとRoF-WLANが共存する構成において、CSMA/CA方式によりアクセス制御を行う場合、RoF-WLANのフレーム送受信やキャリア検出が遅れることによる衝突が発生し、RoF-WLANのスループット特性が劣化する。図4に、RoF-WLANの伝搬遅延(0~50μs)に対応する上りスループットに対する下りスループットの比(上下スループット比)の特性を示すが、従来方式として示すように下りスループットの劣化が大きい。



非特許文献1では、RoF-WLANと既存WLANの共存構成におけるRoF-WLANの下りスループット特性を改善するために、既存WLANの通信に付随してRoF-APに優先的に送信権を与える方法が提案されている。図4に、非特許文献1の提案方式として示すように、下りスループット特性を改善効果が著しく、以下に示すように上下スループット比が1を大きく超えている。



図5は、非特許文献1に示すRoF-WLANにおけるRTSフレーム送信制御例を示す。
図5において、RoF-APのRF処理部21,AP処理部22およびRoF-STA24は、既存WLANのRTS/CTSフレームを受信してNAV(Network Allocation Vector )期間を取得し、そのNAV期間の送信を控える。ただし、RoF-APでは、RTS/CTSフレームの遅れにより、設定されるNAV期間も遅れて設定される。そのため、RoF-APでは送信データがある場合に、NAV期間の終了時刻から往復伝搬遅延(RTT)時間前のタイミングで送信制御に入り、DIFS時間以下のTw 時間後に、ランダムバックオフ期間を設けずにRTSフレームを送信する。これにより、RoF-APからRoF-STAへのRTSフレームの送信は成功し、RoF-WLANにおける下りスループットの改善が可能になる。なお、Tw =DIFSとした場合でも、既存WLANがデータ送受信を終えてDIFS後にランダムバックオフ期間0でRTSフレームを送信する場合を除き、RoF-APからRoF-STAへのRTSフレームの送信は成功する。



また、RoF-STAにおける上り方向の送信開始制御は、既存WLANとの間でCSMA/CAに基づくキャリアセンスを行い、通常のRTS/CTSアクセス手順に従って行われる。

産業上の利用分野


本発明は、CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access /Collision Avoidance )方式によるアクセス制御を行う無線通信システムおよび無線通信方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access /Collision Avoidance )方式によるアクセス制御を行う既存の無線通信システムと共存し、キャリアセンスを行わずにアクセス制御を行う無線通信システムにおいて、
前記既存の無線通信システムでデータ送受信を行うためのアクセス制御信号から、データ送受信が行われるNAV期間を取得して設定する手段と、
前記NAV期間の終了時刻から内部遅延時間前を起点に、前記CSMA/CA方式におけるDIFS時間以下、0以上の時間Tw 後に、送信データがある場合に前記アクセス制御信号を送信する際に、所定の送信待機確率αで送信を待機する送信制御手段と
を備えたことを特徴とする無線通信システム。

【請求項2】
請求項1に記載の無線通信システムにおいて、
前記送信制御手段は、前記送信待機確率αとして、実スループットを測定し、実スループットが目標スループットに近づく値に設定する構成である
ことを特徴とする無線通信システム。

【請求項3】
請求項1に記載の無線通信システムにおいて、
前記送信制御手段は、前記送信待機確率αとして、アクティブ状態にあって共存する端末数に基づき、目標スループットと実スループットが近づく値に設定する構成である
ことを特徴とする無線通信システム。

【請求項4】
請求項1に記載の無線通信システムにおいて、
前記送信制御手段は、前記送信待機確率αとして、使用するチャネルの時間占有率に基づき、目標スループットと実スループットが近づく値に設定する構成である
ことを特徴とする無線通信システム。

【請求項5】
CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access /Collision Avoidance )方式によるアクセス制御を行う既存の無線通信システムと共存し、キャリアセンスを行わずにアクセス制御を行う無線通信方法において、
前記既存の無線通信システムでデータ送受信を行うためのアクセス制御信号から、データ送受信が行われるNAV期間を取得して設定するステップと、
前記NAV期間の終了時刻から内部遅延時間前を起点に、前記CSMA/CA方式におけるDIFS時間以下、0以上の時間Tw 後に、送信データがある場合に前記アクセス制御信号を送信する際に、所定の送信待機確率αで送信を待機するステップと
を有することを特徴とする無線通信方法。

【請求項6】
請求項5に記載の無線通信方法において、
前記送信待機確率αは、実スループットを測定し、実スループットが目標スループットに近づく値に設定される
ことを特徴とする無線通信方法。

【請求項7】
請求項5に記載の無線通信方法において、
前記送信待機確率αは、アクティブ状態にあって共存する端末数に基づき、目標スループットと実スループットが近づく値に設定される
ことを特徴とする無線通信方法。

【請求項8】
請求項5に記載の無線通信方法において、
前記送信待機確率αは、使用するチャネルの時間占有率に基づき、目標スループットと実スループットが近づく値に設定される
ことを特徴とする無線通信方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2015146964thum.jpg
出願権利状態 公開
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