JP2015204552A - Wireless communication device and wireless communication method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、CSMA/CAを用いた無線通信技術に関する。 The present invention relates to a radio communication technique using CSMA / CA.
CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)を用いた無線通信システムでは、送信するデータを有する無線通信装置が、キャリアセンスを行って他の無線通信装置が送信を行っていなければ送信機会を取得する。また、他の無線通信装置が送信を行っているときは、バックオフ時間TB(待機時間の一例)の待機の後に、送信機会を取得してデータの送信を行う。無線通信装置は、送信機会を取得した後にデータを送信し、データの送信が終われば通信を終了する(非特許文献1)。 In a wireless communication system using CSMA / CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance), if a wireless communication apparatus having data to be transmitted performs carrier sense and other wireless communication apparatuses are not transmitting, a transmission opportunity is provided. get. Further, when the other wireless communication device is transmitting, after waiting for a back-off time T B (an example of the waiting time), and transmits the data to obtain a transmission opportunity. The wireless communication device transmits data after acquiring a transmission opportunity, and terminates communication when the data transmission is completed (Non-Patent Document 1).
ここで、バックオフ時間TBは、バックオフパラメータに基づいてランダムに生成される時間である。バックオフパラメータには、バックオフスロット長LSと、バックオフスロット数の最大値Cmaxと、バックオフスロット数の最小値Cminとが含まれる。バックオフ時間TBは、CminからCmaxまでの数値の中からランダムに選択されるバックオフスロット数Cと、バックオフスロット長LSとの乗算によって得られる。 Here, the back-off time T B is the time that is randomly generated based on the back-off parameter. The back-off parameter includes a back-off slot length L S , a maximum value C max of the number of back-off slots, and a minimum value C min of the number of back-off slots. Backoff time T B is the number of backoff slots C are selected at random from a number between C min to C max, obtained by multiplying the backoff slot length L S.
図7は、バックオフ時間TBの概要を示す概略図である。
図7において、LSは、バックオフスロット長を表す。TB3は、バックオフスロット数Cの値に3が選択された場合のバックオフ時間である。このとき、バックオフ時間TB3は、バックオフスロット長LSの3倍の長さの時間として生成される。同様に、TB5は、バックオフスロット数Cの値に5が選択された場合のバックオフ時間である。このとき、バックオフ時間TB5は、バックオフスロット長LSの5倍の長さの時間として生成される。なお、図7においては、説明を簡単にするために、IFS(Inter Frame Space)等の調整時間を省略している。
Figure 7 is a schematic diagram showing an outline of a back-off time T B.
In FIG. 7, L S represents the back-off slot length. TB3 is a backoff time when 3 is selected as the value of the number C of backoff slots. At this time, the back-off time T B3 is generated as a time that is three times the back-off slot length L S. Similarly, TB5 is the backoff time when 5 is selected as the value of the backoff slot number C. At this time, the back-off time T B5 is generated as five times the length of time of the backoff slot length L S. In FIG. 7, adjustment time such as IFS (Inter Frame Space) is omitted to simplify the description.
図8は、CSMA/CAにおけるデータ送信の概要を示す概略図である。
図8において、横軸は時間を表す。図8には、無線通信装置1及び無線通信装置2がデータの送信機会を取得する様子が示されている。図8において、搬送路の状態は、時刻t1から時刻t2において無線通信装置1によってデータ送信(データ送信1)が行われておりビジー状態となっている。無線通信装置1は、時刻t2において搬送路がアイドル状態になると、バックオフ時間TB11を生成する。そして、バックオフ時間TB11の間、キャリアセンスを継続しデータ送信を待機する。同様に、無線通信装置2は、時刻t2において搬送路がアイドル状態になると、バックオフ時間TB21を生成する。そして、バックオフ時間TB21の間、キャリアセンスを継続しデータ送信を待機する。無線通信装置1及び無線通信装置2は、自装置のバックオフ時間を待機した後、搬送路の状態がアイドル状態であればデータの送信機会を得て、データ送信を開始する。
FIG. 8 is a schematic diagram showing an outline of data transmission in CSMA / CA.
In FIG. 8, the horizontal axis represents time. FIG. 8 illustrates a state in which the wireless communication device 1 and the wireless communication device 2 acquire a data transmission opportunity. 8, the state of the transport path, data transmitted by the radio communication apparatus 1 at time t 2 from time t 1 (data transmission 1) is in the are made busy. Wireless communication apparatus 1, when the conveyance path is idle at time t 2, the generating the back-off time T B11. Then, during the back-off time TB11 , carrier sense is continued and data transmission is waited. Similarly, the wireless communication apparatus 2 transport path is idle at time t 2, the generating the back-off time T B21. Then, during the back-off time TB21 , carrier sense is continued and data transmission is waited. After the wireless communication device 1 and the wireless communication device 2 wait for the back-off time of their own devices, if the state of the transport path is in the idle state, the wireless communication device 1 and the wireless communication device 2 obtain data transmission opportunities and start data transmission.
図7の例に示したように、バックオフ時間TBは、ランダムに生成される時間である。図8の例は、無線通信装置1が生成したバックオフ時間TB11は、無線通信装置2が生成したバックオフ時間TB21よりも長い時間として生成されたことを示している。そのため、無線通信装置2が、データの送信機会を得て、時刻t3から時刻t4の間データ送信(データ送信2)を行っている。 As shown in the example of FIG. 7, the back-off time T B is the time that is randomly generated. The example of FIG. 8 indicates that the backoff time TB11 generated by the wireless communication device 1 is generated as a time longer than the backoff time TB21 generated by the wireless communication device 2. Therefore, the wireless communication device 2, to obtain a transmission opportunity of data is performed from the time t 3 during the data transmission time t 4 (the data transmission 2).
無線通信装置2のデータ送信(データ送信2)が終了して、時刻t4において搬送路が再度アイドル状態になると、無線通信装置1は、バックオフ時間TB12を生成する。そして、バックオフ時間TB12の間、キャリアセンスを継続しデータ送信を待機する。同様に、無線通信装置2は、時刻t4において搬送路がアイドル状態になると、バックオフ時間TB22を生成する。そして、バックオフ時間TB22の間、キャリアセンスを継続しデータ送信を待機する。無線通信装置1及び無線通信装置2は、自装置のバックオフ時間を待機した後、搬送路の状態がアイドル状態であればデータの送信機会を得て、データ送信を開始する。 Data transmission of the wireless communication device 2 (data transmission 2) is completed, the conveyance path is again idle at time t 4, the wireless communication device 1 generates a backoff time T B12. During the back-off time TB12 , carrier sense is continued and data transmission is waited. Similarly, the wireless communication apparatus 2 transport path is idle at time t 4, to produce a back-off time T B22. Then, during the back-off time TB22 , carrier sense is continued and data transmission is waited. After the wireless communication device 1 and the wireless communication device 2 wait for the back-off time of their own devices, if the state of the transport path is in the idle state, the wireless communication device 1 and the wireless communication device 2 obtain data transmission opportunities and start data transmission.
図8の例は、無線通信装置1が生成したバックオフ時間TB12は、無線通信装置2が生成したバックオフ時間TB22よりも短い時間として生成されたことを示している。そのため、無線通信装置1が、データの送信機会を得て、時刻t5から時刻t6の間データ送信(データ送信3)を行っている。 The example of FIG. 8 shows that the backoff time TB12 generated by the wireless communication device 1 is generated as a time shorter than the backoff time TB22 generated by the wireless communication device 2. Therefore, the wireless communication device 1, to obtain a transmission opportunity of data is performed from the time t 5 during the data transmission time t 6 (the data transmission 3).
このように、CSMA/CAでは、バックオフ時間TBが共通のバックオフパラメータに基づいてランダムに生成されることによって、各無線通信装置が公平にデータの送信機会を得られるように制御される。 Thus, in the CSMA / CA, by back-off time T B is randomly generated based on a common back-off parameter, the wireless communication device is controlled so as to obtain a transmission opportunity of fairly data .
しかしながら、従来方式では、使用する無線周波数帯域によって、送信機会を得やすい無線通信装置と送信機会を得にくい無線通信装置とが発生し、送信機会の公平性が保たれない場合がある。 However, in the conventional method, depending on the radio frequency band to be used, a radio communication device that easily obtains a transmission opportunity and a radio communication device that hardly obtains a transmission opportunity occur, and the fairness of the transmission opportunity may not be maintained.
上記事情に鑑み、本発明は、CSMA/CAを用いた無線通信において、使用する無線周波数帯域の違いによって生じる、無線通信装置の送信機会の不公平を抑制する技術を提供することを目的としている。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a technique for suppressing an unfairness of a transmission opportunity of a wireless communication device caused by a difference in a wireless frequency band to be used in wireless communication using CSMA / CA. .
本発明の一態様は、全ての周波数チャネルに対してキャリアセンスを行い、自装置が使用する周波数チャネルの周波数帯域と、他装置が使用する周波数チャネルの周波数帯域との競合状況を判断するキャリアセンス部と、前記キャリアセンス部が判断した前記競合状況に応じて待機時間の長さを制御する制御部と、自装置が使用する周波数チャネルがアイドル状態となってから、前記待機時間を待機し後、前記周波数チャネルがアイドル状態であれば、前記周波数チャネルを使用してデータを送信する送信部と、を備える、無線通信装置である。 One embodiment of the present invention performs carrier sense on all frequency channels and determines carrier contention between the frequency channel of the frequency channel used by the own device and the frequency band of the frequency channel used by another device. , A control unit that controls the length of the standby time according to the contention status determined by the carrier sense unit, and after waiting for the standby time after the frequency channel used by the device becomes idle. A wireless communication apparatus comprising: a transmission unit that transmits data using the frequency channel when the frequency channel is in an idle state.
本発明の一態様は、上記の無線通信装置であって、前記キャリアセンス部によって判断された前記競合状況に基づいて、前記制御部は、競合が大きいほど前記待機時間の長さが短くなる方向に制御する。 One aspect of the present invention is the above-described wireless communication device, in which, based on the contention status determined by the carrier sense unit, the control unit is configured to reduce the length of the standby time as contention increases. To control.
本発明の一態様は、上記の無線通信装置であって、前記制御部は、前記競合状況に応じて、自装置に設定されている前記待機時間を決定するためのパラメータに重み付けし、自装置に設定されているパラメータを重み付けされた前記パラメータで更新することによって、前記待機時間の長さを制御する。 One aspect of the present invention is the above-described wireless communication device, wherein the control unit weights a parameter for determining the standby time set in the own device according to the contention situation, The length of the waiting time is controlled by updating the parameter set in (1) with the weighted parameter.
本発明の一態様は、上記の無線通信装置であって、前記キャリアセンス部は、前記競合状況を、競合のない第1の状況と、周波数帯域の下限方向又は上限方向の一方向側でのみ周波数帯域が競合する第2の状況と、周波数帯域の下限方向及び上限方向の両方向側で周波数帯域が競合する第3の状況と、に分類し、前記制御部は、前記競合状況が前記第1の状況にあるとき、前記待機時間の長さが維持されるように前記パラメータを重み付けし、前記競合状況が前記第2の状況にあるとき、前記待機時間の長さが短くなるように前記パラメータを重み付けし、前記競合状況が前記第3の状況にあるとき、前記待機時間の長さがさらに短くなるように前記パラメータを重み付けする。 One aspect of the present invention is the above-described wireless communication device, in which the carrier sense unit determines the contention status only in one direction of the lower limit direction or the upper limit direction of the first situation without contention and the lower limit direction of the frequency band. The control unit classifies the second situation in which the frequency bands compete with each other and the third situation in which the frequency bands compete on both sides of the lower limit direction and the upper limit direction of the frequency band. The parameter is weighted so that the length of the waiting time is maintained when the situation is, and the parameter is set so that the length of the waiting time is shortened when the contention situation is the second situation. And when the contention status is in the third status, the parameters are weighted so that the length of the waiting time is further shortened.
本発明の一態様は、全ての周波数チャネルに対してキャリアセンスを行い、自装置が使用する周波数チャネルの周波数帯域と、他装置が使用する周波数チャネルの周波数帯域との競合状況を判断するキャリアセンスステップと、前記キャリアセンスステップにおいて判断された前記競合状況に応じて待機時間の長さを制御する制御ステップと、自装置が使用する周波数チャネルがアイドル状態となってから、前記待機時間を待機し後、前記周波数チャネルがアイドル状態であれば、前記周波数チャネルを使用してデータを送信する送信ステップと、を有する、通信制御方法である。 One embodiment of the present invention performs carrier sense on all frequency channels and determines carrier contention between the frequency channel of the frequency channel used by the own device and the frequency band of the frequency channel used by another device. And a control step for controlling the length of the standby time according to the contention status determined in the carrier sense step, and after waiting for the standby time after the frequency channel used by the device becomes idle. And a transmission step of transmitting data using the frequency channel if the frequency channel is in an idle state.
本発明によれば、CSMA/CAを用いた無線通信において、使用する無線周波数帯域の違いによって生じる、無線通信装置の送信機会の不公平を抑制することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the unfairness of the transmission opportunity of a radio | wireless communication apparatus which arises by the difference in the radio frequency band to be used in the radio | wireless communication using CSMA / CA can be suppressed.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態における無線通信装置及び通信制御方法を説明する。
図1は、実施形態の無線通信システム1のシステム構成を示すシステム構成図である。
実施形態の無線通信システム1は、無線通信装置10A〜10Cを備える。各無線通信装置は、CSMA/CAを用いた無線通信によりデータ送信を行う。各無線通信端末では、無線通信に使用する周波数帯域が固定される。各無線通信端末に固定される周波数帯域を周波数チャネル(以下、「チャネル」という。)という。以下の説明では、説明を簡単にするために、特に区別しない限り、無線通信装置10A〜10Cを無線通信装置10と記載する。なお、無線通信システム1が備える無線通信装置10の数は、図1と異なる数であってもよい。
Hereinafter, a wireless communication device and a communication control method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a system configuration diagram illustrating a system configuration of a wireless communication system 1 according to the embodiment.
The wireless communication system 1 according to the embodiment includes
図2は、無線通信装置10が使用するチャネルの周波数帯域の具体例を示す図である。
図2において、横軸は周波数(チャネル)を示し、縦軸は電力を表す。図2では、チャネル1A〜1Cの3つのチャネルが示されている。説明を簡単にするために、チャネル1A〜1Cは、それぞれ、図1における無線通信装置10A〜10Cが使用するチャネルであると仮定する。チャネル1A〜1Cは、それぞれ、周波数fa、fb及びfcを中心周波数とするチャネルである。
FIG. 2 is a diagram illustrating a specific example of a frequency band of a channel used by the
In FIG. 2, the horizontal axis represents frequency (channel), and the vertical axis represents power. In FIG. 2, three channels 1A to 1C are shown. For simplicity of explanation, it is assumed that the channels 1A to 1C are channels used by the
図2に示される各チャネルのうち、チャネル1A及びチャネル1Cは、チャネル1Bとのみ周波数帯域が競合するのに対し、チャネル1Bは、チャネル1A及びチャネル1Cの2つのチャネルと周波数帯域が競合する。このように、チャネルに使用される周波数帯域のうち、周波数帯域の下限方向又は上限方向の一方向側でのみ周波数帯域が競合する状況を、片側競合と呼ぶ。これに対して、周波数帯域の下限方向及び上限方向の両方向側で周波数帯域が競合する状況を、両側競合と呼ぶ。
Of the channels shown in FIG. 2, channel 1A and
このように、使用するチャネルの周波数帯域が競合する場合、各無線通信装置10は、キャリアセンスによって、競合する他の無線通信装置10がデータ送信を行っていないことを確認してデータの送信を行う。
Thus, when the frequency band of the channel to be used competes, each
図3は、無線通信装置10のデータ送信における動作例を示す図である。
図3において、横軸は時間を示し、縦軸は周波数(チャネル)を示す。図3では、図1における無線通信装置10A及び無線通信装置10Cの動作例が示されている。図2に示したように、無線通信装置10Aと無線通信装置10Cとは、使用するチャネルの周波数帯域が競合しないため、それぞれ、任意のタイミングでデータ送信することができる。
FIG. 3 is a diagram illustrating an operation example in data transmission of the
In FIG. 3, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates frequency (channel). FIG. 3 shows an operation example of the
図3において、無線通信装置10Aは、時刻tA11及び時刻tA21に送信機会を得て、それぞれ、時刻tA12及び時刻tA22までデータ送信を行っている。また、無線通信装置10Cは、時刻tC11、時刻tC21及び時刻tC31に送信機会を得て、それぞれ、時刻tC12、時刻tC22及び時刻tC32までデータ送信を行っている。
In FIG. 3, the
このような状況において、無線通信装置10Bが送信機会を得るためには、無線通信装置10Bがバックオフ時間TBの待機を終えたタイミングで、競合する他の無線通信装置10がデータ送信を行っていないことが必要となる。具体的には、図3の例の場合、無線通信装置10Bは、時刻tA12及び時刻tA21の間か、時刻tA22及び時刻tC21の間のタイミングにおいて送信機会を得る必要がある。
従来の無線通信システムでは、このように競合の状況が異なる場合であっても、無線通信装置10は、共通のバックオフパラメータを用いてバックオフ時間TBを決定していた。そのため、無線装置10Bがデータの送信機会を得る確率は、無線通信装置10A及び無線通信10Cが送信機会を得る確率に比べて低くなり、不公平を生じていた。
In such a situation, to the
In conventional wireless communication systems, even if the situation of such competing differ, the
このような送信機会の不公平を抑制するために、実施形態の無線通信装置10は、自装置が使用する周波数帯域と、他装置が使用する周波数帯域との競合の状況(以下、「競合状況」という。)に応じて、バックオフ時間TBを制御する。
In order to suppress such unfairness of the transmission opportunity, the
図4は、無線通信装置10の機能構成を示す機能ブロック図である。
無線通信装置10は、バスで接続されたCPU(Central Processing Unit)やメモリや補助記憶装置などを備え、通信制御プログラムを実行する。無線通信装置10は、通信制御プログラムの実行によって受信部11、復調部12、外部通信インターフェース部13、変調部14、キャリアセンス部15、バックオフ制御部16及び送信部17を備える装置として機能する。
なお、無線通信装置10の各機能の全て又は一部は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やPLD(Programmable Logic Device)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等のハードウェアを用いて実現されてもよい。通信制御プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。通信制御プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。
FIG. 4 is a functional block diagram illustrating a functional configuration of the
The
Note that all or part of the functions of the
受信部11は、無線通信装置10に備えられているアンテナを介して無線信号を受信する。受信部11は、受信した無線信号に対して増幅、フィルタリング、周波数変換などの信号処理を行う。受信部11は、信号処理により得られた受信ベースバンド信号を復調部12及びキャリアセンス部15に出力する。
The receiving
復調部12は、受信部11が出力する受信ベースバンド信号に対して復調、復号を行って受信データを取得する。復調部12は、取得した受信データを外部通信インターフェース部13に出力する。
The
外部通信インターフェース部13は、復調部12が出力する受信データを外部の装置に送信する。また、外部通信インターフェース部13は、他の無線通信装置10に送信すべき送信データを外部の装置から受信する。外部通信インターフェース部13は、受信した送信データを変調部14に出力する。
The external
変調部14は、外部通信インターフェース部13が出力した送信データに対して符号化、変調を行って送信ベースバンド信号を生成する。変調部14は、生成した送信ベースバンド信号を送信部17に出力する。
The
キャリアセンス部15は、定期的に、又はデータ送信時に、他装置が使用するチャネルを含めた全てのチャネルについてキャリアセンスを行う。そして、キャリアセンス部15は、自装置が使用するチャネルの周波数帯域と、他装置が使用するチャネルの周波数帯域との競合状況を監視する。キャリアセンス部15は、自装置が使用するチャネルの競合状況を、競合なし、片側競合及び両側競合の3種類に分類する。キャリアセンス部15は、自装置が使用するチャネルの競合状況の分類をバックオフ制御部16に出力する。
The
バックオフ制御部16は、キャリアセンス部15によって分類された自装置が使用するチャネルの競合状況に応じて、バックオフパラメータ(バックオフスロット長LS又はバックオフスロット数の最大値Cmax)の重み付けを行う。バックオフ制御部16は、重み付けされたバックオフパラメータで、自装置に設定されているバックオフパラメータを更新する。バックオフパラメータの重み付けは、例えば、次の式1又は式2によって行われる。
式1は、バックオフスロット長LSに対して重み付けを行う場合の式である。式1において、LS0は、重み付けを行う前のバックオフスロット長を表す。Wは、重みの値を表す。すなわち、重みWがより大きな値を持つほど、バックオフスロット長LSには、式1によってより短い時間が設定されることになる。そのため、この重み付けによって、対象の無線通信装置10がデータの送信機会を得る確率が高まる。
Expression 1 is an expression for weighting the back-off slot length L S. In Equation 1, L S0 represents the back-off slot length before weighting. W represents a weight value. That is, as the weight W has a larger value, the back-off slot length L S is set to a shorter time according to Equation 1. For this reason, this weighting increases the probability that the target
式2は、バックオフスロット数の最大値Cmaxに対して重み付けを行う場合の式である。式2において、Cmax0は、重み付けを行う前のバックオフスロット数Cが取り得る値の最大値を表す。Wは、重みの値を表す。式2におけるINT関数は、入力変数の整数部を抽出する関数を表す。すなわち、重みWがより大きな値を持つほど、バックオフスロット数Cの最大値Cmaxには、式2によってより小さな値が設定されることになる。そのため、この重み付けによって、バックオフスロット数Cに、より小さな値が選択される確率が高まり、対象の無線通信装置10がデータの送信機会を得る確率が高まる。
Expression 2 is an expression for weighting the maximum value C max of the number of back-off slots. In Equation 2, C max0 represents the maximum value that the number of back-off slots C before weighting can take. W represents a weight value. The INT function in Equation 2 represents a function that extracts the integer part of the input variable. That is, as the weight W has a larger value, the maximum value C max of the back-off slot number C is set to a smaller value according to Equation 2. Therefore, by this weighting, the probability that a smaller value is selected for the backoff slot number C increases, and the probability that the target
式1及び式2ともに、重みWは、自装置が使用するチャネルの競合状況に応じて決定されるが、その決定方法については図5にて後述する。 In both Expression 1 and Expression 2, the weight W is determined according to the contention status of the channel used by the own apparatus. The determination method will be described later with reference to FIG.
送信部17は、変調部14が出力する送信ベースバンド信号を自装置が使用するチャネルの周波数に周波数変換して無線信号を生成する。送信部17は、自装置が使用するチャネルがアイドル状態になると、バックオフパラメータに基づいて決定される時間の範囲からバックオフ時間を選択し、バックオフ時間を待機する。送信部17は、バックオフ時間を待機した後、自装置が使用するチャネルがアイドル状態であれば、無線信号の送信機会を得る。送信部17は、無線信号に対してフィルタリングや電力増幅を行ってアンテナから送出する。
The
図5は、チャネルの競合状況のパターンの具体例を示す図である。
図2の例に示したように、無線通信装置10は、使用するチャネルの競合状況によってデータの送信機会に不公平が生じる。すなわち、競合あり(片側競合又は両側競合)の状況にある無線通信装置10は、競合なしの状況にある無線通信装置10よりもデータの送信機会を得にくい。また、両側競合の状況にある無線通信装置10は、片側競合の状況にある無線通信装置10よりもデータの送信機会を得にくい。また、図3の例に示したように、無線通信装置10は、使用するチャネルの周波数帯域によってデータの送信機会に不公平が生じる。すなわち、低い周波数帯域のチャネルを使用する無線通信装置10は、高い周波数帯域のチャネルを使用する無線通信装置10よりもデータの送信機会を得にくい。
FIG. 5 is a diagram illustrating a specific example of a channel contention pattern.
As shown in the example of FIG. 2, the
上記のような送信機会の不公平を解消するために、本実施形態では、無線通信装置10は、競合状況を図5に示す3つのパターンに分類し、各パターンに応じてバックオフパラメータに重み付けを行う。1つ目のパターンは、チャネルの周波数帯域に競合がない場合であり、これをパターン1とする。2つ目のパターンは、自装置が使用するチャネルが、自装置よりも高い周波数帯域を使用するチャネルと片側競合する場合であり、これをパターン2とする。3つ目のパターンは、自装置が使用するチャネルが、自装置よりも高い周波数帯域を使用するチャネル、及び、自装置よりも低い周波数帯域を使用するチャネルと両側競合する場合であり、これをパターン3とする。なお、これらのパターンは、チャネルが使用する周波数帯域の競合状況によって、図5と異なるパターンに分類されてもよい。このように分類された3つの競合状況のパターンにおいて、無線通信装置10は、パターン1、パターン2及びパターン3の順に、データの送信機会が得にくくなる。
In order to eliminate the unfairness of the transmission opportunity as described above, in this embodiment, the
実施形態の無線通信装置10は、自装置が使用するチャネルの競合状況のパターンに応じて、バックオフパラメータに反映する重みを決定する。バックオフパラメータに反映される重みは、例えば次の式3によって得られる。
式3において、Wは重みの値を表す。aは、使用するチャネルの周波数帯域の競合状況がパターン2である場合の重みを表す値である。bは、使用するチャネルの周波数帯域の競合状況がパターン3であるの場合の重みを表す値である。a及びbはともに1よりも大きい値であり、bはaよりも大きい値である。式3によって、データの送信機会が得にくい無線通信装置10の重みWにはより大きな値が設定される。無線通信装置10は、決定した重みを用いてバックオフパラメータの重み付けを行う。バックオフパラメータの重み付けは、例えば前述した式1又は式2によって行われる。
In Equation 3, W represents a weight value. a is a value representing the weight when the contention condition of the frequency band of the channel to be used is pattern 2. b is a value representing a weight when the contention condition of the frequency band of the channel to be used is the pattern 3. Both a and b are values greater than 1, and b is a value greater than a. According to Equation 3, a larger value is set for the weight W of the
図6は、実施形態の無線通信装置10の処理の流れを示すフローチャートである。
まず、無線通信装置10のキャリアセンス部15は、所定のタイミングにおいて、受信部11によって受信された信号についてキャリアセンスを行う。このとき、キャリアセンス部15は、他装置が使用するチャネルを含む全てのチャネルについてキャリアセンスを行う(ステップS11)。なお、所定のタイミングは、定期的なタイミングであってもよし、データの送信が発生したタイミングであってもよい。
FIG. 6 is a flowchart illustrating a processing flow of the
First, the
キャリアセンス部15は、キャリアセンスの結果、自装置が使用するチャネルの周波数帯域と、他装置が使用するチャネルの周波数帯域との競合状況を判断する(ステップS12)。具体的には、キャリアセンス部15は、チャネルの周波数帯域の競合状況を、図5に示した3つのパターンのいずれかに分類する。キャリアセンス部15は、競合状況を分類したパターンを表す情報をバックオフ制御部16に出力する。
As a result of the carrier sense, the
バックオフ制御部16は、キャリアセンス部15によって判断された競合状況を表すパターンに基づいて、バックオフパラメータに反映する重みWを決定する(ステップS13)。バックオフ制御部16は、決定した重みWを式1又は式2に適用することによって、重み付けがなされたバックオフパラメータを算出する(ステップS14)。バックオフ制御部16は、自装置に設定されているバックオフパラメータを算出された値で更新する(ステップS15)。
The back-
例えば、ステップS12において、競合状況がパターン1(競合なし)に分類された場合、バックオフ制御部16は、式3に示されたように重みWの値に“1”を選択する。重みWに“1”が選択された場合、バックオフパラメータは、式1又は式2による重み付けの前後で変化しない。そのため、競合状況がパターン1(競合なし)に分類された場合、バックオフパラメータは、その時点の値が維持されることになる。
For example, when the competition status is classified as pattern 1 (no competition) in step S12, the back-
また、例えば、ステップS12において、競合状況がパターン2(片側競合)に分類された場合、バックオフ制御部16は、式3に示されたように重みWの値に“a(1<a<b)”を選択する。重みWの値に“a”が選択された場合、バックオフパラメータは、式1又は式2によって、その時点の値よりも小さな値として算出される。そのため、更新後のバックオフパラメータによって決定されるバックオフ時間は、更新前のバックオフパラメータによって決定されるバックオフ時間よりも短くなる確率が高くなる。その結果、対象の無線通信端末10は、データの送信機会がより多く得られる方向に制御される。
Further, for example, in step S12, when the competition status is classified as pattern 2 (one-sided competition), the back-
また、例えば、ステップS12において、競合状況がパターン3(両側競合)に分類された場合、バックオフ制御部16は、式3に示されたように重みWの値に“b(1<a<b)”を選択する。重みWの値に“b”が選択された場合、バックオフパラメータは、式1又は式2によって、その時点の値よりも小さな値として算出される。そのため、更新後のバックオフパラメータによって決定されるバックオフ時間は、更新前のバックオフパラメータによって決定されるバックオフ時間よりも短くなる確率が高くなる。その結果、対象の無線通信端末10は、データの送信機会がより多く得られる方向に制御される。
Further, for example, in step S12, when the competition status is classified as pattern 3 (bilateral competition), the back-
さらに、重みWの値に“b”が選択された場合、バックオフパラメータは、重みWの値に“a”が選択された場合よりもさらに小さな値として算出される。そのため、競合状況がパターン3(両側競合)に分類された場合、対象の無線通信端末10は、パターン2(片側競合)に分類された場合よりも、データの送信機会が多く得られる方向に制御される。
Further, when “b” is selected as the weight W value, the back-off parameter is calculated as a smaller value than when “a” is selected as the weight W value. Therefore, when the competition status is classified as pattern 3 (bilateral competition), the target
以上のように、本実施形態における無線通信装置10は、自装置が使用するチャネルの周波数帯域の競合状況を判断し、競合状況に応じて自装置のバックオフパラメータを更新する。そのため、実施形態の無線通信システム1では、使用するチャネルの周波数帯域によって生じる無線通信10のデータの送信機会の不公平性を抑制することが可能となる。
As described above, the
<変形例>
バックオフ制御部16が行うバックオフパラメータの重み付けは、バックオフスロット長LS及びバックオフスロット数の最大値Cmax以外のパラメータに対して行われてもよい。例えば、バックオフスロット数の最大値Cminに対して重み付けが行われてもよい。その場合、無線通信装置10の競合状況において、競合が大きい場合にはCminがより小さい値となるように重み付けがされてもよい。
また、バックオフ制御部16は、無線通信装置10の競合状況に応じて、直接バックオフ時間を生成してもよい。
<Modification>
The back-off parameter weighting performed by the back-
Further, the back-
上述した実施形態における無線通信装置10をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。更に「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、更に前述した機能をコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、PLDやFPGA等のハードウェアを用いて実現されるものであってもよい。
You may make it implement | achieve the
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes designs and the like that do not depart from the gist of the present invention.
1…無線通信システム
10、10A、10B、10C…無線通信装置
11…受信部
12…復調部
13…外部通信インターフェース部
14…変調部
15…キャリアセンス部
16…バックオフ制御部
17…送信部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (5)
前記キャリアセンス部が判断した前記競合状況に応じて待機時間の長さを制御する制御部と、
自装置が使用する周波数チャネルがアイドル状態となってから、前記待機時間を待機した後、前記周波数チャネルがアイドル状態であれば、前記周波数チャネルを使用してデータを送信する送信部と、を備える、
無線通信装置。 Carrier sense for all frequency channels, a carrier sense unit that determines the competition between the frequency channel of the frequency channel used by the own device and the frequency band of the frequency channel used by the other device,
A control unit that controls the length of the standby time according to the contention situation determined by the carrier sense unit;
A transmission unit that transmits data using the frequency channel if the frequency channel is in an idle state after waiting for the waiting time after the frequency channel used by the own device is in an idle state. ,
Wireless communication device.
請求項1に記載の無線通信装置。 Based on the contention situation determined by the carrier sense unit, the control unit controls the length of the waiting time to be shorter as the contention increases.
The wireless communication apparatus according to claim 1.
請求項1又は2に記載の無線通信装置。 The control unit weights a parameter for determining the waiting time set in the own device according to the competition situation, and updates the parameter set in the own device with the weighted parameter. To control the length of the waiting time,
The wireless communication apparatus according to claim 1 or 2.
前記制御部は、前記競合状況が前記第1の状況にあるとき、前記待機時間の長さが維持されるように前記パラメータを重み付けし、前記競合状況が前記第2の状況にあるとき、前記待機時間の長さが短くなるように前記パラメータを重み付けし、前記競合状況が前記第3の状況にあるとき、前記待機時間の長さがさらに短くなるように前記パラメータを重み付けする、
請求項1から3のいずれか一項に記載の無線通信装置。 The carrier sense unit is configured such that the contention state is a first state without contention, a second state in which a frequency band competes only in one direction side of a lower limit direction or an upper limit direction of the frequency band, and a lower limit direction of the frequency band. And a third situation in which frequency bands compete on both sides of the upper limit direction,
The controller weights the parameters so that the length of the waiting time is maintained when the contention status is in the first status, and when the contention status is in the second status, Weighting the parameters such that the length of the waiting time is shortened, and weighting the parameters so that the length of the waiting time is further shortened when the contention status is in the third situation,
The radio | wireless communication apparatus as described in any one of Claim 1 to 3.
前記キャリアセンスステップにおいて判断された前記競合状況に応じて待機時間の長さを制御する制御ステップと、
自装置が使用する周波数チャネルがアイドル状態となってから、前記待機時間を待機した後、前記周波数チャネルがアイドル状態であれば、前記周波数チャネルを使用してデータを送信する送信ステップと、を有する、
通信制御方法。 A carrier sense step for performing carrier sense for all frequency channels, and determining a competition between the frequency band of the frequency channel used by the own device and the frequency band of the frequency channel used by another device;
A control step for controlling the length of the waiting time according to the contention situation determined in the carrier sense step;
A transmission step of transmitting data using the frequency channel if the frequency channel is in an idle state after waiting for the waiting time after the frequency channel used by the own device becomes in an idle state. ,
Communication control method.
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