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通信装置及び無線通信方法 NEW

国内特許コード P180015681
整理番号 5261
掲載日 2018年11月22日
出願番号 特願2016-032343
公開番号 特開2017-152862
出願日 平成28年2月23日(2016.2.23)
公開日 平成29年8月31日(2017.8.31)
発明者
  • 村山 大輔
  • 中平 勝也
  • 守倉 正博
  • 西尾 理志
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 通信装置及び無線通信方法 NEW
発明の概要 【課題】キャリアセンスに要する時間の異なる無線LANが共存する無線通信システムにおいて、各無線LANに対する無線リソースの割り当てを公平にしつつ衝突を回避すること。
【解決手段】通信装置3は、キャリアセンスによってデータ送信の衝突を回避する無線通信システムにおいて、他の通信装置のデータ送信の後にキャリアセンスを行うことなく即座にデータ送信を開始する通信装置であって、他の通信装置の通信量を計測するデータ受信部523と、自装置のデータ送信が可能となったタイミングにおいて、所定の確率でデータ送信を実行するデータ送信部522と、前記確率を、データ受信部523によって計測された他の通信装置の通信量に基づいて決定する送信待機確率算出部524と、を備える。
【選択図】図3
従来技術、競合技術の概要


CSMA/CA方式のようにキャリアセンスによってアクセス制御を行う無線通信システムの代表例としてIEEE(The Institute of Electrical and Electronic Engineers)802.11で規定されている無線通信システムがある(例えば、非特許文献1参照)。IEEE802.11で仕様が規定されている無線通信システムは、世界的な普及が進んでおり、量産化による構成部品の低価格化が実現されている。



このような無線通信システムでは、各ノードは、データの送信に先立って、使用する無線帯域のチャネルについてキャリアセンスを行う。具体的には、当該チャネルの電波強度を測定し、測定値が予め定められた所定の閾値以上である場合には当該チャネルは使用不可の状態(以下、「ビジー状態」という。)であると判断し、測定値が該閾値よりも低い場合には当該チャネルは使用可能な状態(以下、「アイドル状態」という。)であると判断する。当該チャネルがアイドル状態であると判断された場合、各ノードは、ランダム長のバックオフ時間を待機した後にデータを送信する。このようなキャリアセンスと、バックオフ時間の待機により、各ノードは、同じ帯域を使用する他ノードとの衝突を回避することができる。



さらにIEEE802.11では、衝突による無線リソースの浪費を抑制するために、RTS(Request to Send)及びCTS(Clear to Send)と呼ばれる制御パケットを用いたフロー制御方式が規定されている。このアクセス制御方式では、各ノードは、データの送信に先立ってRTSを送信する。AP(Access Point:アクセスポイント)は、RTSの受信に応じてCTSを送信することにより、各ノードに対してデータ送信を許可するノードを通知する。各ノードは、受信されたCTSが自装置のデータ送信の許可を示す場合にデータを送信する。このように、CTSによって許可されたノードのみがデータを送信することにより衝突が回避される。なお、仮に衝突が発生した場合であっても、衝突による無線リソースの浪費が可能な限り低減されるように、一般に、RTS及びCTSには、データパケットより小さいサイズのパケットが用いられる。



また、RTS及びCTSには、データ送信が許可される期間(以下、「送信許可期間」という。)を示す情報(NAV:Network Allocation Vector)が含まれている。RTS及びCTSを用いたフロー制御方式は、各ノードがこのNAVに基づいてデータ送信行う、又はNAVに基づいてデータ送信を控えることで衝突の確率がより低くなるように設計されている。



一方で、RF(Radio Frequency)部と、MAC(Media Access Control)部とを離れた場所に設置し、それらを光ファイバで接続するRoF(Radio on Fiber)無線LAN(Local Area Network)が検討されている。RoF無線LANには、RF部とMAC部とを光ファイバで接続することにより生じる内部遅延により、使用するチャネルのキャリアセンスが遅れる可能性がある。そのため、RoF無線LANと、RoF無線LANよりも内部遅延の小さい無線LAN(以下、「既存無線LAN」という。)と、が共存する環境(以下、「共存環境」という。)ではRoF無線LANと既存無線LANとの間で衝突が発生する可能性があった。そのため、このようなRoF無線LANと既存無線LANとの間で生じる衝突を回避する方法が検討されている(例えば、非特許文献2参照)。



非特許文献2には、キャリアセンスに長い時間を要するAP(例えば、RoF無線LANのAP(以下、「RoF-AP」という。))が、他ノードの送信許可期間を示すNAVに基づいて、他ノードの送信許可期間の終了後に、バックオフ時間を待機することなく即座にデータ送信を開始するフロー制御方式が提案されている。さらに、非特許文献2には、このフロー制御方式において、STA(Station)とAPとの間でのスループット比を調節するために、APが送信バッファに蓄積されている送信フレームを確率的に送信する手法が提案されている。

産業上の利用分野


本発明は、キャリアセンスによってアクセス制御を行う無線通信装置及び無線通信方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
キャリアセンスによってデータ送信の衝突を回避する無線通信システムにおいて、他の通信装置のデータ送信の後にキャリアセンスを行うことなくデータ送信を開始する通信装置であって、
他の通信装置の通信量を計測する計測部と、
自装置のデータ送信が可能となったタイミングにおいて、所定の確率でデータ送信を実行するデータ送信部と、
前記確率を、前記計測部によって計測された前記他の通信装置の通信量に基づいて決定する確率制御部と、
を備える通信装置。

【請求項2】
前記確率制御部は、
自装置が送信するデータの目標量と前記他の通信装置の通信量との合計が、使用する無線チャネルの通信容量を超えない場合には、前記目標量と前記通信量との割合に基づいて前記確率を決定し、
前記目標量と前記通信量との合計が前記通信容量を超える場合には、前記目標量と前記通信容量とに基づいて前記確率を決定する、
請求項1に記載の通信装置。

【請求項3】
前記確率制御部は、
自装置が送信するデータの目標量Sと前記他の通信装置の通信量Gとの合計が、使用する無線チャネルの通信容量Cを超えない場合には、前記確率αを
【数1】


と決定し、
前記目標量と前記通信量との合計が前記通信容量を超える場合には、前記確率αを、
【数2】


と決定する、
請求項1又は2に記載の通信装置。

【請求項4】
キャリアセンスによってデータ送信の衝突を回避する無線通信システムにおいて、他の通信装置のデータ送信の後にキャリアセンスを行うことなく即座にデータ送信を開始する通信装置が行う無線通信方法であって、
他の通信装置の通信量を計測する計測ステップと、
自装置のデータ送信が可能となったタイミングにおいて、所定の確率でデータ送信を実行する送信ステップと、
前記確率を、前記計測ステップにおいて計測された前記他の通信装置の通信量に基づいて決定する決定ステップと、
を有する無線通信方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2016032343thum.jpg
出願権利状態 公開
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