JP4762007B2 - 中継装置、通信端末、及び通信システム - Google Patents
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Description
無線LAN規格の代表的なものとしては、IEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers)802.11規格がある(非特許文献1を参照)。
また、各通信端末は、自端末内のバッテリの消費電力を抑えるための「パワーセーブモード」に設定されることがある。
パワーセーブモードに設定された通信端末は、アクセスポイントからのビーコン信号を受信するタイミングでのみ受信部を駆動させてそれ以外の間は駆動させないことによって、消費電力の削減を図りつつビーコン信号は確実に受信して送受信に備える。このため、ビーコン信号の受信に失敗すると、データ受信の確実性確保のためにパワーセーブモードは終了して常時受信待機をしなければならないようになっている。
International Standard ISO/IEC 8802−11:1999 (E)ANSI/IEEEStd802.11,1999 Edition,Part11:WirelessLAN MediumAccessControl(MAC)and PhysicalLayer(PHY)Specifications
すなわち、上述したような無線LANネットワークでは、各通信端末及びアクセスポイントはCSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance:搬送波感知多重アクセス/衝突回避)方式に従って多重アクセスを行っている。
特に、通信端末が上述のパワーセーブモードに設定されていると、ビーコン信号の受信に一度でも失敗すると、強制的にパワーセーブモードを終了しなければならず、省電力化の妨げとなってしまう。
例えば、図21に示すように、アクセスポイント(AP)と通信端末(STA1、STA2)から成る無線LANネットワークにおいて、APは所定時間(TBTT)間隔でビーコン信号を送信するようになっている。しかし、APがビーコン信号2000を送信した後、次のビーコン信号2001を送信するのと同じタイミングでSTA2がデータ2002を送信したことにより、ビーコン信号2001とデータ2002がネットワーク内で衝突してしまい、ビーコン信号2001の送信が失敗してしまう。これによって、パワーセーブモードに設定されていたSTA1がビーコン信号を受信できなかったことでパワーセーブモードを終了して起き続けなければならない。
この構成により、高い確実性で、パワーセーブモードを設定している通信端末が、周期的にビーコン信号を受信することを失敗してパワーセーブモードから復帰してしまうことを防ぐことができる。
この構成により、IEEE802.11規格に準拠している無線LANの場合、各通信端末がエラーフレームを中継装置から受信することで、規格で規定されている一定時間(IFS+バックオフ)データの送信を禁止している間に、中継装置がビーコン信号を送信することができる。
この構成により、IEEE802.11規格に準拠している無線LANの場合、各通信端末が規格で規定されているCTSを中継装置から受信することで、このCTSで指定されたNAV(Network Allocation Vector)と呼ばれる一定時間データの送信を禁止している期間に、中継装置がビーコン信号を送信することができる。中継装置は、CTSを送信する際に所定のNAVを指定することで、各通信端末に送信禁止をさせる時間を調整することができる。
この構成により、IEEE802.11規格に準拠している無線LANの場合、各通信端末が規格で規定されているPLCPヘッダを中継装置から受信することで、このPLCPヘッダで指定された一定時間(Length)データの送信を禁止している間に、中継装置がビーコン信号を送信することができる。中継装置は、PLCPヘッダを送信する際に所定のLengthを指定することで、各通信端末に送信禁止をさせる時間を調整することができる。
また、上記課題を解決するために、本発明の通信システムは、 IEEE802.11規格に則りCSMA/CA方式によるアクセス制御に従って、信号を受信してから所定時間tの間信号の送信を禁止する複数の通信端末と、当該通信端末間での通信を中継する中継装置とを含む通信システムであって、前記中継装置は、CTSフレームを受信する受信手段と、前記通信端末に対して、所定時間Tb間隔でビーコン信号の送信を行い、RTSフレームの送信を行う送信手段と、ビーコン信号の送信後に、Tb−t<T<Tbを満たす所定時間Tが経過すると前記RTSフレームを送信するよう前記送信手段を制御する制御手段とを備え、前記通信端末は、前記RTSフレーム及びCTSフレームを受信する受信手段と、前記RTSフレームを受信すると、当該RTSフレームに対応してCTSフレームを他の通信端末及び前記中継装置に送信する送信手段と、前記CTSフレームを受信すると、当該CTSフレーム内に含まれるNAVが示す期間の間、信号の送信を行わないよう制御する制御手段を備えることを特徴とする。
さらに、上記通信システムにおいて、前記通信端末の制御手段は、さらに自端末の通信品質を調べ、前記通信端末の送信手段は、さらに調べた通信品質を示す信号を前記中継装置に送信し、前記中継装置の受信手段は、さらに前記通信品質を示す信号を前記通信端末から受信し、前記中継装置の送信手段は、前記通信端末の中で最も通信品質の悪い通信端末に前記RTSを送信することを特徴とする。
この構成により、IEEE802.11規格に準拠している無線LANの場合、各通信端末がエラーフレームを受信することで、規格で規定されている一定時間(IFS+バックオフ)データの送信を禁止している間に、中継装置がビーコン信号を送信することができる。
この構成により、IEEE802.11規格に準拠している無線LANの場合、各通信端末が規格で規定されているCTSを受信することで、このCTSで指定された一定時間(NAV)データの送信を禁止している間に、中継装置がビーコン信号を送信することができる。
この構成により、IEEE802.11規格に準拠している無線LANの場合、各通信端末が規格で規定されているPLCPヘッダを受信することで、このPLCPヘッダで指定された一定時間(Length)データの送信を禁止している間に、中継装置がビーコン信号を送信することができる。
<実施形態1>
(1.概要)
まず、本発明の実施形態1に係る無線LAN通信システムについて、図1を参照しながら説明する。
この無線LAN通信システムは、IEEE802.11規格に則り、CSMA/CA方式によるアクセス制御に従って運用されている。
(1−1.CSMA/CAについて)
ここで、CSMA/CA方式でのアクセス制御について簡単に説明する。
また、例えば、IEEE802.11規格に従って、送信側と受信側との間のハンドシェイクに用いるCTS(Close To Send)信号の場合は、CTSの送信側が所定時間NAVをCTS信号内に指定することができ、CTSの受信側はNAVの間データの送信を禁止する。
このように、CSMA/CA方式ではアクセス制御がなされている。
(1−2.インフラストラクチャモードについて)
次に、インフラストラクチャモードについて簡単に説明する。
また、通信端末には10、20には、自端末のバッテリを節約するパワーセーブモードが備わっており、パワーセーブモードに設定しているときは、受信したビーコン信号に含まれていたTBTTに基づきビーコン信号の受信のみを行い、それ以外の間は送受信部をオフにする。ビーコン信号を受信することで、自端末宛データが蓄積されていた場合は、送受信部を起動して復帰すればよく、自端末宛データが蓄積されていない場合は、そのままパワーセーブモードを継続することができる。
(2.AP1の構成)
次に、図2を参照しながら、アクセスポイント100の構成について説明する。
送信フレーム制御部105は、データを送信する際、送信すべきデータと送信相手のMACアドレスを記憶領域104から取り出し、送信フレーム生成部106に送出する機能を有する。
無線送信部107は、送信フレーム生成部106から受け取った送信フレームを、アンテナ109を介して送信する機能を有する。
受信フレーム復号部111は、無線受信部112から受け取ったフレームをIEEE802.11規格に則って復号し、受信フレーム制御部110に送出する機能を有する。
受信フレーム制御部110は、受信フレーム復号部111から受け取った受信データを記憶領域104に書き込む機能を有する。また、受信制御部110は、受信したフレームの種類に応じて、フレームを受信してから一定時間送信を禁止しなければならないというIEEE802.11規格で規定されている所定時間tを送信フレーム制御部105に送出する機能を有する。
(3.動作)
次に、アクセスポイント100の動作について、図3を参照しながら説明する。
まず、アクセスポイント100において、タイマー部108がTBTTを計時すると、送信フレーム制御部105がビーコン信号のデータを生成し、送信フレーム生成部106がビーコン信号のフレームに変換して、無線送信部107がアンテナ109を介してビーコン信号200を送信する。
同じく通信端末20も、ビーコン信号200を受信する。
アクセスポイント100は、ビーコン信号200を送信し終わった後、タイマー部108が所定時間Tを計時すると、送信フレーム制御部105がエラーフレーム201を生成し、送信フレーム生成部106と無線通信部107とアンテナ109とを介してエラーフレーム201を送信する。
そして、アクセスポイント100は、エラーフレーム201を送信後、期間mが経過した次のタイミングで、ビーコン信号203を送信する。
<実施形態2>
次に、本発明の実施形態2について、図面を参照しながら説明する。
(1.概要)
実施形態1では、アクセスポイント100は、ビーコン信号に先行してエラーフレームを送信するようになっていたが、実施形態2では、IEEE802.11規格で規定されているCTSフレームを送信する点で異なっている。
(2.AP1の構成)
構成については、実施形態1と異なる点についてのみ説明する。
タイマー部108は、IEEE802.11規格に則り、ビーコン信号を周期的に送信するための所定周期TBTTと、ビーコン信号に先行してCTSフレームを送信するための所定周期Tとを計時する機能を有する。具体的には、Tは、TBTT−NAV<T<TBTTを満たす所定の時間Tである。
(3.動作)
次に、アクセスポイント100の動作について、図4を参照しながら説明する。
まず、アクセスポイント100において、タイマー部108がTBTTを計時すると、送信フレーム制御部105がビーコン信号のデータを生成し、送信フレーム生成部106がビーコン信号のフレームに変換して、無線送信部107がアンテナ109を介してビーコン信号300を送信する。
同じく通信端末20も、ビーコン信号300を受信する。
アクセスポイント100は、ビーコン信号300を送信し終わった後、タイマー部108が所定時間Tを計時すると、送信フレーム制御部105がCTSフレーム301を生成し、送信フレーム生成部106と無線通信部107とアンテナ109とを介してCTSフレーム301を送信する。
そして、アクセスポイント100は、CTSフレーム301を送信後、期間aが経過した次のタイミングで、ビーコン信号303を送信する。
さらに、アクセスポイント100は、NAVを調整することで、通信端末20にデータの送信を禁止させる期間を調整することができる。
<実施形態3>
次に、本発明の実施形態3について、図面を参照しながら説明する。
(1.概要)
実施形態1では、アクセスポイント100は、ビーコン信号に先行してエラーフレームを送信するようになっていたが、実施形態3では、IEEE802.11規格で規定されているPLCPヘッダを送信する点で異なっている。
(2.AP1の構成)
構成については、実施形態1と異なる点についてのみ説明する。
タイマー部108は、IEEE802.11規格に則り、ビーコン信号を周期的に送信するための所定周期TBTTと、ビーコン信号に先行してPLCPヘッダを送信するための所定周期Tとを計時する機能を有する。具体的には、Tは、TBTT−Length<T<TBTTを満たす所定の時間Tである。
(3.動作)
次に、アクセスポイント100の動作について、図5を参照しながら説明する。
まず、アクセスポイント100において、タイマー部108がTBTTを計時すると、送信フレーム制御部105がビーコン信号のデータを生成し、送信フレーム生成部106がビーコン信号のフレームに変換して、無線送信部107がアンテナ109を介してビーコン信号403を送信する。
同じく通信端末20も、ビーコン信号403を受信する。
アクセスポイント100は、ビーコン信号403を送信し終わった後、タイマー部108が所定時間Tを計時すると、送信フレーム制御部105がPLCPヘッダ404を生成し、送信フレーム生成部106と無線通信部107とアンテナ109とを介してPLCPヘッダ404を送信する。
そして、アクセスポイント100は、PLCPヘッダ404を送信後、期間iが経過した次のタイミングで、ビーコン信号406を送信する。
さらに、アクセスポイント100は、Length期間を調整することで、通信端末20にデータの送信を禁止させる期間を調整することができる。
さらに、PLCPヘッダを送信する際に、データは無くてPLCPヘッダとPLCPプリアンブルのみで構わないので、容量が少なくネットワークへの負担を抑えることができる。
<実施形態4>
次に、本発明の実施形態4について、図面を参照しながら説明する。
(1.概要)
実施形態4では、さらにもう1台通信端末30(STA3)が無線LAN通信システムのネットワークに加わった。
(2−1.STA3の構成)
図6を参照しながら、通信端末30の構成について説明する。
記憶領域31は、無線LAN通信に必要な種々の情報を記憶するメモリであり、特に、アクセスポイント100から受信したSSIDや他の通信端末10、20のMACアドレスや、アクセスポイント100がビーコン信号を送信する周期であるTBTTを記憶する機能を有する。
また、送信フレーム制御部32は、後述するタイマー部35からエラーフレームを送信すべき時間Tの計時を受けると、エラーフレームのデータを生成して送信フレーム生成部33に送信する機能を有する。エラーフレームは、通信端末10、20が受信したときにIEEE802.11規格上エラーとなる所定のデータから成るフレームである。
無線送信部34は、送信フレーム生成部33から受け取った送信フレームを、アンテナ36を介して送信する機能を有する。
受信フレーム復号部38は、無線受信部39から受け取ったフレームをIEEE802.11規格に則って復号し、受信フレーム制御部37に送出する機能を有する。
受信フレーム制御部37は、受信フレーム復号部38から受け取った受信データを記憶領域31に書き込む機能を有する。また、受信制御部110は、受信したフレームの種類に応じて、フレームを受信してから一定時間送信を禁止しなければならないというIEEE802.11規格で規定されている所定時間tを送信フレーム制御部32に送出する機能を有する。
(2−2.AP1の構成)
AP1の構成については、実施形態1と異なる点について説明する。
特に、データの送信を禁止しなければならない所定時間t内に、タイマー部108からビーコン信号を送信すべき所定周期TBTTの計時を受けたときは、データ送信禁止を無視して強制的にビーコン信号を生成する機能を有する。
(3.動作)
次に、通信端末30及びアクセスポイント100の動作について、図7を参照しながら説明する。
まず、アクセスポイント100において、タイマー部108がTBTTを計時すると、送信フレーム制御部105がビーコン信号のデータを生成し、送信フレーム生成部106がビーコン信号のフレームに変換して、無線送信部107がアンテナ109を介してビーコン信号600を送信する。
同じく通信端末20及び30も、ビーコン信号600を受信する。
通信端末30は、ビーコン信号600を受信した後、タイマー部35が所定時間Tを計時すると、送信フレーム制御部32がエラーフレーム501を生成し、送信フレーム生成部33と無線通信部34とアンテナ36とを介してエラーフレーム501を送信する。
そして、アクセスポイント100は、エラーフレーム501を受信後、通信端末20と同様にIFS+バックオフ期間データの送信を禁止しているが、期間mが経過してタイマー108がTBTTを計時すると、データ送信の禁止を無視して強制的にビーコン信号503を送信する。
また、ビーコン信号に先行するエラーフレームの送信を通信端末30が行うため、アクセスポイント100は処理の負担を軽減することができる。
<実施形態5>
次に、本発明の実施形態5について、図面を参照しながら説明する。
(1.概要)
実施形態4では、通信端末30は、ビーコン信号に先行してエラーフレームを送信するようになっていたが、実施形態5では、IEEE802.11規格で規定されているCTSフレームを送信する点で異なっている。
(2.STA3の構成)
構成については、実施形態4と異なる点についてのみ説明する。
タイマー部35は、記憶領域31に記憶されているTBTTに基づき、アクセスポイント100のビーコン信号送信に先行してCTSフレームを送信するための所定周期Tを計時する機能を有する。具体的には、Tは、TBTT−NAV<T<TBTTを満たす所定の時間Tである。
(3.動作)
次に、通信端末30及びアクセスポイント100の動作について、図8を参照しながら説明する。
まず、アクセスポイント100において、タイマー部108がTBTTを計時すると、送信フレーム制御部105がビーコン信号のデータを生成し、送信フレーム生成部106がビーコン信号のフレームに変換して、無線送信部107がアンテナ109を介してビーコン信号600を送信する。
同じく通信端末20及び30も、ビーコン信号600を受信する。
通信端末30は、ビーコン信号600を受信した後、タイマー部35が所定時間Tを計時すると、送信フレーム制御部32がCTSフレーム601を生成し、送信フレーム生成部33と無線通信部34とアンテナ36とを介してCTSフレーム601を送信する。
そして、アクセスポイント100は、CTSフレーム601を受信後、通信端末20と同様にNAV期間データの送信を禁止しているが、期間aが経過してタイマー108がTBTTを計時すると、データ送信の禁止を無視して強制的にビーコン信号603を送信する。
また、ビーコン信号に先行するエラーフレームの送信を通信端末30が行うため、アクセスポイント100は処理の負担を軽減することができる。
さらに、通信端末30は、NAVを調整することで、通信端末20にデータの送信を禁止させる期間を調整することができる。
<実施形態6>
次に、本発明の実施形態6について、図面を参照しながら説明する。
(1.概要)
実施形態4では、通信端末30は、ビーコン信号に先行してエラーフレームを送信するようになっていたが、実施形態5では、IEEE802.11規格で規定されているPLCPヘッダを送信する点で異なっている。
(2.STA3の構成)
構成については、実施形態4と異なる点についてのみ説明する。
タイマー部35は、記憶領域31に記憶されているTBTTに基づき、アクセスポイント100のビーコン信号送信に先行してPLCPヘッダを送信するための所定周期Tを計時する機能を有する。具体的には、Tは、TBTT−Length<T<TBTTを満たす所定の時間Tである。
(3.動作)
次に、通信端末30及びアクセスポイント100の動作について、図9を参照しながら説明する。
まず、アクセスポイント100において、タイマー部108がTBTTを計時すると、送信フレーム制御部105がビーコン信号のデータを生成し、送信フレーム生成部106がビーコン信号のフレームに変換して、無線送信部107がアンテナ109を介してビーコン信号700を送信する。
同じく通信端末20及び30も、ビーコン信号700を受信する。
通信端末30は、ビーコン信号700を受信した後、タイマー部35が所定時間Tを計時すると、送信フレーム制御部32がPLCPヘッダ701を生成し、送信フレーム生成部33と無線通信部34とアンテナ36とを介してPLCPヘッダ701を送信する。
そして、アクセスポイント100は、PLCPヘッダ701を受信後、通信端末20と同様にLength期間データの送信を禁止しているが、期間iが経過してタイマー108がTBTTを計時すると、データ送信の禁止を無視して強制的にビーコン信号703を送信する。
また、ビーコン信号に先行するエラーフレームの送信を通信端末30が行うため、アクセスポイント100は処理の負担を軽減することができる。
さらに、通信端末30は、Lengthを調整することで、通信端末20にデータの送信を禁止させる期間を調整することができる。
<実施形態7>
次に、本発明の実施形態7について、図面を参照しながら説明する。
(1.概要)
実施形態7では、さらにもう2台通信端末40、50(STA4、STA5)が無線LAN通信システムのネットワークに加わった。
実施形態7に係る無線LAN通信システムについて、図10を参照しながら説明する。
図10に示すように、実施形態10の無線LAN通信システム内に、通信端末10〜50(STA1〜STA5)が存在している。通信端末10〜30は、アクセスポイント100からキャリアセンス可能な範囲に存在しているが、通信端末40については、電波を遮蔽する遮蔽物60が介在することによってアクセスポイント100がキャリアセンス不可能な状態に陥っている。また、通信端末50については、アクセスポイント100がキャリアセンス可能な電波到達範囲に外れて移動していることから、キャリアセンスが不可能な状態に陥っている。
(2−1.AP1の構成)
図11を参照しながら、アクセスポイント100の構成について説明する。
図11を参照すると、アクセスポイント100は、本体101内に新たにバッテリ残量調査部113を備える。
バッテリ残量調査部113は、無線LAN通信システム内の通信端末10〜50それぞれのバッテリ残量を調査するために、バッテリ残量を問合せるフレームを生成するよう送信フレーム制御部105に依頼する機能を有する。
また、送信フレーム制御部105は、タイマー部108より所定時間Tの計時を受けると、RTSフレームのデータを生成して送信フレーム生成部105に送出する機能を有する。
タイマー部108は、IEEE802.11規格に則り、ビーコン信号を周期的に送信するための所定周期TBTTと、ビーコン信号に先行してRTSフレームを送信するための所定周期Tとを計時する機能を有する。具体的には、Tは、TBTT−NAV<T<TBTTを満たす所定の時間Tである。
(2−2.STA1〜5の構成)
通信端末10〜50の構成について、ここでは便宜的に通信端末30を例に挙げて、実施形態4と異なる点について説明する。また、各通信端末10〜50は同様の構成を有するものとする。
送信フレーム制御部32は、受信フレーム制御部37からRTSフレーム受信の通知を受けると、CTSフレーム内に含むNAVを決定し、決定したNAVを含むCTSフレームのデータを生成して送信フレーム生成部33に送信する機能を有する。
受信フレーム制御部37は、受信フレーム復号部38から受け取った受信データがRTSフレームであった場合、その旨を送信フレーム制御部32に通知する機能を有する。
(3.データ)
ここで、バッテリ残量通知要求フレームのデータ構成と、バッテリ残量通知フレームのデータ構成について、図12を参照しながら説明する。
フレーム制御フィールド900は2byteであり、この中に、プロトコルバージョンフィールドに続いてタイプフィールド905、サブタイプフィールド906等のフィールドがある。例えば、IEEE802.11規格に則り、タイプフィールド905が「10」のときは、データタイプを示している。また、サブタイプフィールド906において「0000」〜「1001」は予約フィールドであり、ここでは「0110」を利用している。
図12(b)を参照すると、バッテリ残量通知フレームも同様に、フレーム制御フィールド907、Duration/IDフィールド908、受信局アドレスフィールド909、バッテリ残量フィールド910、及びFCSフィールド911を含んで成る。
(3.動作)
次に、通信端末30及びアクセスポイント100の動作について、図13〜15を参照しながら説明する。なお、ここでは、通信端末20は省略し、通信端末10、30、40、及び50に着目して図示する。
(3−1.動作 その1)
まず、アクセスポイント100が各通信端末10〜50のバッテリ残量を調査する処理動作について、図13を参照しながら説明する。
送信フレーム制御部105は、変数iを「1」に初期化して(ステップS101)、まず通信端末10(STA1)に対してバッテリ残量通知要求フレームを送信するよう、送信フレーム生成部106に指示する(ステップS102)。
続いて、変数iをインクリメントして(ステップS105)、通信端末50のバッテリ残量調査が完了するまで(ステップS106:はい)、各通信端末に対してバッテリ残量通知要求フレームを送信する。
(3−2.動作 その2)
次に、通信端末30が自端末のバッテリ残量をアクセスポイント100に通知する処理動作について、図14を参照しながら説明する。
一方、取得した自端末のバッテリ残量が閾値Rよりも小さい場合は(ステップS201:いいえ)、送信フレーム生成部33に対してバッテリ残量通知フレームの送信は指示しない(ステップS203)。
(3−3.動作 その3)
次に、アクセスポイント100が各通信端末10〜50のバッテリ残量を取得した後、アクセスポイント100と最もバッテリ残量が大きい通信端末(ここでは、通信端末30とする)とが協力して両者がそれぞれRTSフレームとCTSフレームを送信する処理動作について、図15を参照しながら説明する。
まず、アクセスポイント100において、タイマー部108がTBTTを計時すると、送信フレーム制御部105がビーコン信号のデータを生成し、送信フレーム生成部106がビーコン信号のフレームに変換して、無線送信部107がアンテナ109を介してビーコン信号800を送信する。
同じく通信端末20〜40も、ビーコン信号800を受信する。
アクセスポイント100は、ビーコン信号800を受信した後、タイマー部108が所定時間Tを計時すると、送信フレーム制御部105が、最もバッテリ残量の大きい通信端末30宛てのRTSフレーム801を生成し、送信フレーム生成部106と無線通信部107とアンテナ109とを介してRTSフレーム801を通信端末30に送信する。
CTSフレーム802を受信した通信端末40、50は、NAV期間(期間t)データの送信を禁止する。
一方、アクセスポイント100は、CTSフレーム802を受信後、通信端末40、50と同様にNAV期間データの送信を禁止しているが、期間sが経過してタイマー108がTBTTを計時すると、データ送信の禁止を無視して強制的にビーコン信号803を送信する。
特に、アクセスポイント100と通信端末30とが協力することで、アクセスポイント100からキャリアセンスが不可能な通信端末(通信端末40、50)に対してもデータ送信の禁止を行わせる確実性を高めることができる。
<実施形態8>
次に、本発明の実施形態8について、図面を参照しながら説明する。
(1.概要)
実施形態7では、最もバッテリ残量の多い通信端末とアクセスポイント100とが協力してRTSフレームとCTSフレームの送信を行っているが、実施形態8では、アクセスポイント100と最も通信品質の悪い通信端末が協力する点で異なっている。
(2−1.AP1の構成)
構成については、実施形態7と異なる点について説明する。
送信フレーム生成部106は、送信フレーム制御部105からRTSフレームの送信要求を受けると、記憶領域104に記憶されている各通信端末10〜50のRSSI値を比較し、最もRSSI値の低い通信端末に対してRTSフレームを生成して無線送信部107に送出する機能を有する。
(3.動作)
次に、アクセスポイント100が、各通信端末10〜50のいずれの通信端末にETSフレームを送信するかを決定する処理動作について、図16を参照しながら説明する。
そして、図16(b)に示すように、ビーコン信号の受信後、タイマー部108が所定時間Tを計時すると、送信フレーム制御部105が、記憶領域104を参照して最もRSSI値の小さい通信端末を抽出する(ステップS402)。
このようにアクセスポイント100が最もRSSI値の小さい通信端末にRTSフレームを送信することで、アクセスポイント100からより遠く、キャリアセンスが可能な領域ぎりぎりに存在する通信端末と協力する確実性を高めることができる。
これにより、遮蔽物で遮られてアクセスポイント100とキャリアセンスできない通信端末や、キャリアセンス可能な領域から外れてしまった通信端末に対して、他の通信端末がCTSフレームを送信する確実性を高めることができる。
<変形例>
以上、実施形態1〜8の構成について説明してきたが、これらの構成には種々の変形を加えることが可能である。
(1)例えば、実施形態8では、アクセスポイント100がRSSI値の最も小さい通信端末にRTSフレームを送信する例について説明したが、さらに、RSSI値に閾値を定め、この閾値よりも小さい場合にのみRTSフレームを送信するようにしてもよい。
(2)また、例えば、実施形態8では、アクセスポイント100が通信端末10〜50から何かしらのフレームを受信するたびにRSSI値を記憶するようにしているが、アクセスポイント100が自発的にRSSI値を調査するためのフレームを送信するようにしてもよい。
送信フレーム制御部105は、変数iを「1」に初期化して(ステップS301)、まず通信端末10(STA1)に対してNULLフレームを送信するよう、送信フレーム生成部106に指示する(ステップS302)。
続いて、変数iをインクリメントして(ステップS305)、通信端末50のバッテリ残量調査が完了するまで(ステップS306:はい)、各通信端末に対してNULLフレームを送信する。
<組み合わせ例>
さらに、以上説明したアクセスポイントや通信端末を組み合わせて無線LANネットワークを構築することも可能である。
アクセスポイント100a及び通信端末20は、実施形態4に示した構成を有している。
図20を参照すると、いま、通信端末10がパワーセーブモードに設定されているものとする。
ここで、通信端末20がビーコン信号1003に先行してエラーフレーム1000を送信することで、アクセスポイント100b及び通信端末30がそれぞれIFS+バックオフ期間1001、1002データの送信を禁止する。アクセスポイント100aもIFS+バックオフ期間データの送信を禁止するが、ビーコン信号1003を送信するタイミングになると、送信禁止を無視して強制的にビーコン信号1003を送信する。
このようにアクセスポイント100aのみが送信禁止期間を無視してビーコン信号を送信することで、アクセスポイント100aと100bとの間でビーコン信号の衝突を防ぐことができ、アクセスポイント100aがビーコン信号を適切なタイミングで送信する確実性を高めることができる。
このように、本発明のアクセスポイントと通信端末を使用することで、他の無線LAN通信システムより優先的に無線LANシステムを運用することができる。
31 記憶領域
32 送信フレーム制御部
33 送信フレーム生成部
34 無線送信部
35 タイマー部
36 アンテナ
37 受信フレーム制御部
38 受信フレーム復号部
39 無線受信部
100 アクセスポイント
101 本体
102 ホスト(HOST)
103 HOSTI/F
104 記憶領域
105 送信フレーム制御部
106 送信フレーム生成部
107 無線送信部
108 タイマー部
109 アンテナ
110 受信フレーム制御部
111 受信フレーム復号部
112 無線受信部
Claims (13)
- CSMA/CA方式によるアクセス制御に従い、通信端末間の通信を中継する中継装置であって、
前記通信端末に対して、所定時間Tb間隔でビーコン信号の送信を行い、所定時間tの間、前記通信端末に信号の送信を禁止させるための所定の信号の送信を行う送信手段と、
ビーコン信号の送信後に、Tb−t<T<Tbを満たす所定時間Tが経過すると前記所定の信号を送信するよう前記送信手段を制御する制御手段とを備える
ことを特徴とする中継装置。 - 前記通信端末は、自端末内のバッテリ消費を抑えるためのパワーセーブモードを有するとともに、前記所定時間Tb間隔で前記ビーコン信号を受信することで前記パワーセーブモードを継続する
ことを特徴とする請求項1記載の中継装置。 - 前記通信端末及び前記中継装置は、IEEE802.11規格に準拠しており、
前記所定の信号は、エラーフレームであり、
前記所定時間tは、前記規格で規定されているIFSとバックオフとの合計時間である
ことを特徴とする請求項1記載の中継装置。 - 前記通信端末及び前記中継装置は、IEEE802.11規格に準拠しており、
前記所定の信号は、前記規格で規定されているCTSフレームであり、
前記所定時間tは、前記CTSフレーム内に含まれるNAVが示す期間である
ことを特徴とする請求項1記載の中継装置。 - 前記通信端末及び前記中継装置は、IEEE802.11規格に準拠しており、
前記所定の信号は、前記規格で規定されているPLCPヘッダであり、
前記所定時間tは、前記PLCPヘッダ内に含まれるLengthが示す期間である
ことを特徴とする請求項1記載の中継装置。 - CSMA/CA方式によるアクセス制御に従って、信号を受信してから所定時間tの間信号の送信が禁止される複数の通信端末間の通信を仲介する中継装置であって、
前記通信端末に信号を送信する送信手段と、
前記送信手段でビーコン信号を送信する場合に限り、前記所定時間tに関わらず送信するよう前記送信手段を制御する制御手段とを備える
ことを特徴とする中継装置。 - IEEE802.11規格に則りCSMA/CA方式によるアクセス制御に従って、信号を受信してから所定時間tの間信号の送信を禁止する複数の通信端末と、当該通信端末間での通信を中継する中継装置とを含む通信システムであって、
前記中継装置は、
CTSフレームを受信する受信手段と、
前記通信端末に対して、所定時間Tb間隔でビーコン信号の送信を行い、RTSフレームの送信を行う送信手段と、
ビーコン信号の送信後に、Tb−t<T<Tbを満たす所定時間Tが経過すると前記RTSフレームを送信するよう前記送信手段を制御する制御手段とを備え、
前記通信端末は、
前記RTSフレーム及びCTSフレームを受信する受信手段と、
前記RTSフレームを受信すると、当該RTSフレームに対応してCTSフレームを他の通信端末及び前記中継装置に送信する送信手段と、
前記CTSフレームを受信すると、当該CTSフレーム内に含まれるNAVが示す期間の間、信号の送信を行わないよう制御する制御手段を備える
ことを特徴とする通信システム。 - 前記通信端末の制御手段は、さらに自端末のバッテリ残量を調べ、
前記通信端末の送信手段は、さらに調べたバッテリ残量を示す信号を前記中継装置に送信し、
前記中継装置の受信手段は、さらに前記バッテリ残量を示す信号を前記通信端末から受信し、
前記中継装置の送信手段は、前記通信端末の中で最もバッテリ残量の多い通信端末に前記RTSを送信する
ことを特徴とする請求項7記載の通信システム。 - 前記通信端末の制御手段は、さらに自端末の通信品質を調べ、
前記通信端末の送信手段は、さらに調べた通信品質を示す信号を前記中継装置に送信し、
前記中継装置の受信手段は、さらに前記通信品質を示す信号を前記通信端末から受信し、
前記中継装置の送信手段は、前記通信端末の中で最も通信品質の悪い通信端末に前記RTSを送信する
ことを特徴とする請求項7記載の通信システム。 - CSMA/CA方式によるアクセス制御に従い、中継装置を介して他の通信端末と通信を行う通信端末であって、
前記中継装置からビーコン信号の受信を行い、所定時間tの間信号の送信を禁止するための所定の信号の受信を行う受信手段と、
ビーコン信号の受信後に、Tb−t<T<Tbを満たす所定時間Tが経過すると前記所定の信号を前記中継装置及び他の通信端末に送信する送信手段と、
前記所定の信号を受信すると、所定時間tの間信号の送信を禁止するよう前記送信手段を制御する制御手段とを備える
ことを特徴とする通信端末。 - 前記通信端末及び前記中継装置は、IEEE802.11規格に準拠しており、
前記所定の信号は、エラーフレームであり、
前記所定時間tは、前記規格で規定されているIFSとバックオフとの合計時間である
ことを特徴とする請求項10記載の通信端末。 - 前記通信端末及び前記中継装置は、IEEE802.11規格に準拠しており、
前記所定の信号は、前記規格で規定されているCTSフレームであり、
前記所定時間tは、前記CTSフレーム内に含まれるNAVが示す期間である
ことを特徴とする請求項10記載の通信端末。 - 前記通信端末及び前記中継装置は、IEEE802.11規格に準拠しており、
前記所定の信号は、前記規格で規定されているPLCPヘッダであり、
前記所定時間tは、前記PLCPヘッダ内に含まれるLengthが示す期間である
ことを特徴とする請求項10記載の通信端末。
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