JP7108473B2 - Wireless communication method and wireless communication system - Google Patents
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Description
本発明は、周波数ホッピング方式で無線信号を伝送する方法およびシステムに係わる。 The present invention relates to a method and system for transmitting radio signals in a frequency hopping manner.
無線LAN(Local Area Network)は、予め用意されている複数の周波数チャネルの中から指定される周波数チャネルを使用してデータを伝送する。ここで、たとえば、使用中の周波数チャネルにおいて気象レーダ信号が検出されると、無線LANのアクセスポイントは、その周波数チャネルの信号送信を停止し、他の周波数チャネルを選択する。すなわち、DFS(Dynamic Frequency Selection)により周波数チャネルが切り替えられる。 A wireless LAN (Local Area Network) transmits data using a frequency channel designated from among a plurality of frequency channels prepared in advance. Here, for example, when a weather radar signal is detected on a frequency channel in use, the wireless LAN access point stops signal transmission on that frequency channel and selects another frequency channel. That is, the frequency channel is switched by DFS (Dynamic Frequency Selection).
ただし、周波数帯によっては、新たな周波数チャネルを使用するためには、その周波数チャネルにおいて過去1分間に気象レーダ信号が検出されていないことが要求される。このため、気象レーダ信号を検出したアクセスポイントは、切替え先の周波数チャネルで1分間のCAC(Channel Availability Check)を実施する。すなわち、このアクセスポイントは、CACが終了するまで、データ通信を行うことはできない。 However, depending on the frequency band, in order to use a new frequency channel, it is required that no weather radar signal has been detected on that frequency channel in the past one minute. Therefore, an access point that has detected a weather radar signal performs CAC (Channel Availability Check) for one minute on the frequency channel to which it is switched. That is, this access point cannot perform data communication until CAC ends.
この問題は、たとえば、アクセスポイントが、常時、気象レーダ信号をモニタすれば解決され得る。この場合、アクセスポイントは、過去1分間に気象レーダ信号が検出されていない周波数チャネルを予め検出できる。よって、DFSにおいて、過去1分間に気象レーダ信号が検出されていない周波数チャネルを選択すれば、アクセスポイントは、CACのための待ち時間なしで新たな周波数チャネルでデータ通信を再開できる。 This problem could be solved, for example, if the access points constantly monitored weather radar signals. In this case, the access point can pre-detect frequency channels on which no weather radar signals have been detected in the past minute. Therefore, if DFS selects a frequency channel on which no weather radar signal has been detected in the past minute, the access point can resume data communication on the new frequency channel without waiting for CAC.
なお、関連技術として、レーダ波が検出されていないチャネルのリストを作成し、作成したチャネルリストに基づいて通信を行うチャネルを決定して通信を開始する無線LAN通信機器が提案されている(たとえば、特許文献1参照)。 As a related technology, a wireless LAN communication device has been proposed that creates a list of channels for which no radar wave has been detected, determines a channel for communication based on the created channel list, and starts communication (for example, , see Patent Document 1).
上述した方法(アクセスポイントが、常時、気象レーダ信号をモニタする方法)によれば、アクセスポイントは、CACのための待ち時間なしで新たな周波数チャネルでデータ通信を再開できる。ところが、端末装置は、アクセスポイントにより周波数チャネルの切替えを認識していないので、アクセスポイントから送信されるビーコン信号を検出できない。このため、アクセスポイントにより周波数チャネルの切替えが行われると、端末装置は、アクセスポイントとの間の接続(たとえば、IEEE(The Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.11接続)をいったん切断し、その後、全周波数チャネルをスキャンして接続可能なアクセスポイントを探索する。さらに、端末装置と新たなアクセスポイントその間で認証手順および接続手順が実行される。このため、再接続が完了するまでに数秒~数十秒を要することがある。 According to the method described above (where the access point constantly monitors weather radar signals), the access point can resume data communication on the new frequency channel without waiting for CAC. However, since the terminal device does not recognize the switching of the frequency channel by the access point, it cannot detect the beacon signal transmitted from the access point. Therefore, when the access point switches the frequency channel, the terminal device disconnects the connection with the access point (for example, IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 connection), and then , scans all frequency channels to search for connectable access points. Further, an authentication procedure and a connection procedure are performed between the terminal device and the new access point. Therefore, it may take several seconds to several tens of seconds until the reconnection is completed.
本発明の1つの側面に係わる目的は、複数の周波数チャネルを使用してデータを伝送する無線ネットワークにおいて、使用中の周波数チャネルが使用できなくなったときに、通信を切断することなく他の周波数チャネルへの切替えを可能にすることである。 An object of one aspect of the present invention is to provide a wireless network that transmits data using a plurality of frequency channels, and when a frequency channel in use becomes unavailable, another frequency channel can be used without disconnecting communication. is to allow switching to
本発明の1つの態様の無線通信方法は、複数の通信装置が周波数ホッピング方式で通信を行うものであり、前記複数の通信装置から受信する通知に基づいて、予め指定されている複数の使用可能周波数チャネルの中で使用候補となる使用候補周波数チャネルを定め、前記使用候補とした使用候補周波数チャネルの中から前記複数の通信装置が使用する所定数の使用周波数チャネルを定め、前記所定数の使用周波数チャネルが更新されたときに、更新後の使用周波数チャネルを表す情報および更新後の使用周波数チャネルを使用する通信を開始するタイミングを表す情報を含む制御情報を前記複数の通信装置に通知する。各通信装置は、第1の無線デバイスを使用して、前記制御情報に従って周波数ホッピング方式で通信を行い、第2の無線デバイスを使用して、前記予め指定されている複数の使用可能周波数チャネルの少なくとも一部の状態を測定し、前記第2の無線デバイスによる測定結果を、前記使用候補周波数チャネルを定める装置に通知する。 According to one aspect of the present invention, there is provided a wireless communication method in which a plurality of communication devices communicate in a frequency hopping manner, and based on notifications received from the plurality of communication devices, a plurality of pre-designated available Use candidate frequency channels are determined as use candidates among the frequency channels, a predetermined number of use frequency channels to be used by the plurality of communication devices are determined from the use candidate frequency channels, and the use of the predetermined number of use frequency channels is determined. When the frequency channel is updated, the plurality of communication devices are notified of control information including information representing the updated used frequency channel and information representing timing to start communication using the updated used frequency channel. Each communication device uses the first wireless device to perform communication in a frequency hopping manner according to the control information, and uses the second wireless device to select one of the plurality of available frequency channels specified in advance. At least some of the conditions are measured and the results of the measurements by the second wireless device are communicated to an apparatus for determining the candidate frequency channels for use.
上述の態様によれば、複数の周波数チャネルを使用してデータを伝送する無線ネットワークにおいて、使用中の周波数チャネルが使用できなくなったときに、通信を切断することなく他の周波数チャネルへの切替えが可能である。 According to the above aspect, in a wireless network that transmits data using a plurality of frequency channels, when a frequency channel in use becomes unavailable, switching to another frequency channel is possible without disconnecting communication. It is possible.
図1は、本発明の実施形態に係わる無線通信システムの一例を示す図である。実施形態の無線通信システム1は、図1に示すように、通信制御装置10、集約局20、n台の中継局30(30-1~30-n)、m台の端末40(40-1~40-m)を備える。集約局20は、n台の中継局30-1~30-nと通信制御装置10との間に実装され、ゲートウェイとして動作し得る。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a wireless communication system according to an embodiment of the invention. As shown in FIG. 1, the
通信制御装置10と集約局20とは互いに通信可能に接続されている。ただし、集約局20の中に通信制御装置10の機能が実装されるようにしてもよい。中継局30-1~30-nは、他の中継局との間で無線信号を送信および受信することができる。すなわち、中継局30-1~30-nは、マルチホップネットワークの各ノード(以下、「マルチホップノード」という)として動作し得る。また、中継局30-1~30-nは、1または複数の端末40を収容することができ、無線アクセスポイントとして動作し得る。すなわち、中継局30-1~30-nは、端末40から出力される上りリンク信号を受信し、端末40へ下り信号を送信する。各中継局30-1~30-nは、固有のMACアドレスが付与されている。以下、各中継局30-1~30-nを特に区別して説明しない場合には、「中継局30」という。また、各端末40-1~40-mを特に区別して説明しない場合には、「端末40」という。なお、通信制御装置10と集約局20とは、有線接続されてもよいし、無線接続されていてもよい。
The
通信制御装置10は、集約局20、中継局30および端末40の通信を制御する。集約局20、中継局30および端末40は、指定されたホッピングパターンで周波数チャネルを切り替えながらパケットを伝送する。周波数ホッピングにおいては、たとえば、100ms間隔でチャネルが切り替えられる。
The
本実施形態の集約局20および中継局30は、本発明の通信装置に対応する。以下、集約局20および中継局30を特に区別して説明しない場合には、「アクセスポイントAP」という。
The
図2、図3は、本発明の実施形態に係わる通信制御装置10、集約局20、中継局30および端末40の一例を示す図である。
2 and 3 are diagrams showing examples of the
通信制御装置10は、インタフェース(IF)11、チャネル制御部12およびメモリ17を備える。メモリ17には、使用可能チャネルリスト51、DFSリスト52、NFリスト53、使用候補チャネルリスト54および使用チャネルリスト55が格納されている。なお、通信制御装置10は、図2に示していない他の機能を備えていてもよい。また、メモリ17は、図2に示していない他の情報を格納していてもよい。使用可能チャネルリスト51、DFSリスト52、NFリスト53、使用候補チャネルリスト54および使用チャネルリスト55については、後述する。
The
インタフェース(IF)11は、集約局20、中継局30、端末40により測定される測定結果を受信する。測定結果は、たとえば、集約局20や中継局30から送信されるレーダ検出報告(RRPT)、統計情報報告(SRPT)、CAC応答(CAC-ACK)、端末40から送信される統計情報報告(SRPT)等を表す。集約局20、中継局30、端末40から送信された測定結果は、メモリ17に格納される。
An interface (IF) 11 receives measurement results measured by the
チャネル制御部12は、無線ネットワーク内に実装される集約局20や中継局30から受信する通知に基づいて、図4(a)に示すように使用可能チャネルリスト51として、予め指定されている複数の使用可能周波数チャネルの中で使用候補となる使用候補チャネルとして定められる図4(d)に示す使用候補チャネルリスト54を定める。そして、使用候補チャネルリスト54の中から通信装置が使用する所定数の使用周波数チャネルとして定められる図4(e)に示す使用チャネルリスト55を定める。使用候補チャネルリスト54、使用チャネルリスト55を定める方法については、後述する。
The
集約局20や中継局30から受信する通知は、後述の集約局20や中継局30の第2無線デバイス22b、32bにおいて測定されたチャネルの測定結果を含む。集約局20や中継局30において測定されたチャネルの測定結果には、レーダ検出報告(RRPT)、統計情報報告(SRPT)、CAC応答(CAC-ACK)等が含まれる。
The notification received from the
レーダ検出報告(RRPT)は、集約局20または中継局30から通信制御装置10へ送信される情報である。レーダ検出報告(RRPT)には、レーダが検出されたチャネルの情報が含まれる。統計情報報告(SRPT)は、集約局20、中継局30または端末40から通信制御装置10へ送信される情報である。統計情報報告(SRPT)には、チャネル毎のノイズレベル(NF:noise floor)や、チャネル毎のチャネル使用率の情報が含まれる。CAC応答(CAC-ACK)には、チャネル毎のレーダ検出の結果の情報が含まれる。
A radar detection report (RRPT) is information transmitted from the
また、チャネル制御部12は、図4(d)に示す使用候補チャネルリスト54の中からアクセスポイントAPが使用する所定数の使用周波数チャネルを定めて使用チャネルリスト55に格納する。この場合、チャネル制御部12は、チャネルボンディングの対象となるチャネルを避けて、周波数チャネルを定めることが好ましい。また、チャネル制御部12は、異なる周波数帯域5.2GHz帯(W52)、5.3GHz帯(W53)、5.6GHz帯(W56)から均等に周波数チャネルを定めることが好ましい。たとえば、チャネル制御部12は、図4(d)の使用候補チャネルリスト54にある使用候補チャネルの中から、ラウンドロビン方式で若いチャネル番号から順に使用周波数チャネルを選択する。この場合、チャネル制御部12は、チャネルボンディングの対象となるチャネルを同時に選択することを避けて、1つの周波数帯域から1つの使用周波数チャネルを定める。1つの使用周波数チャネルを定めたら、チャネル制御部12は、同様に他の周波数帯域から1つの使用周波数チャネルを定める。このようにしてチャネル制御部12は、全ての周波数帯域からそれぞれ1つの使用周波数チャネルの選択を行う。
Further, the
具体的に、チャネル制御部12が、3つの周波数チャネルを定める場合について説明する。この場合、チャネル制御部12は、周波数帯域5.2GHz帯(W52)、周波数帯域5.3GHz帯(W53)、周波数帯域5.6GHz帯(W56)から、それぞれ1つの周波数チャネルを定める。これにより、特定の周波数帯域に偏るのを防ぐことができる。たとえば、チャネル制御部12は、図4(e)の使用チャネルリストに示すように、周波数帯域5.2GHz帯(W52)から、36CHの周波数チャネルを選択し、周波数帯域5.3GHz帯(W53)から、52CHの周波数チャネルを選択し、周波数帯域5.6GHz帯(W56)から、100CHの周波数チャネルを選択する。図4(a)に示すように、選択した周波数チャネル36CH、52CH、100CHは、チャネルボンディングの対象とならないチャネルであり、かつ、異なる周波数帯域に属する周波数チャネルとなる。
Specifically, a case where the
インタフェース(IF)11は、所定数の周波数チャネルが更新されたときに、制御情報(BEACON_SET)を集約局20に送信する。インタフェース(IF)11が送信する制御情報(BEACON_SET)は、更新後の周波数チャネルを使用する通信を開始するタイミングを計時する更新タイマの初期値の情報を含む。更新後の周波数チャネルで通信を開始する処理の詳細については、後述する。また、インタフェース(IF)11は所定の時間毎に、CAC-INDを集約局20へ送信する。CAC-INDは、集約局20および中継局30に対しCACの実施を指示するコマンドである。
The interface (IF) 11 transmits control information (BEACON_SET) to the
集約局20は、インタフェース(IF)21、第1無線デバイス22a、第2無線デバイス22b、通知部24、更新タイミング設定部25、使用チャネル設定部26を備える。なお、集約局20は、図2に示していない他の機能を備えていてもよい。
The
また、インタフェース(IF)21は、CAC部61a、CAC部61bで検出したDFSの検出結果を含むレーダ検出報告(RRPT)およびNF測定部62bやCH使用率測定部63bで測定したチャネル毎のノイズレベルや、チャネル毎のチャネル使用率の情報を含む統計情報報告(SRPT)を通信制御装置10へ通知する。
In addition, the interface (IF) 21 is a radar detection report (RRPT) including the DFS detection results detected by the
第1無線デバイス22aは、CAC部61a、NF測定部62a、CH使用率測定部63aを備える。なお、第1無線デバイス22aは、図2に示していない他の機能を備えていてもよい。
The
CAC部61aは、通信制御装置10からCAC-INDを受信すると、第1無線デバイス22aにより現在使用している周波数チャネルにおいてレーダがあるかをチェックするCACを実施する。第1無線デバイス22aは、CAC部61aによりレーダが検出された周波数チャネルを停波する。
Upon receiving CAC-IND from the
NF測定部62aは、第1無線デバイス22aにより現在使用している周波数チャネルのノイズレベルを測定する。CH使用率測定部63aは、現在使用している周波数チャネルの使用率を測定する。NF測定部62aによるノイズレベルの測定およびCH使用率測定部63aによる使用率の測定については後述する。
The
第2無線デバイス22bは、CAC部61b、NF測定部62b、CH使用率測定部63bを備える。なお、第2無線デバイス22bは、図2に示していない他の機能を備えていてもよい。
The second radio device 22b includes a
CAC部61bは、実質的に第1無線デバイス22aのCAC部61aと同じである。但し、第2無線デバイス22bのCAC部61bは、現在使用している周波数チャネルに加えて、現在使用している周波数チャネル以外の更新予定の周波数チャネルにおいてレーダが検出されるかをチェックするCACを実施する。
The
NF測定部62bは、実質的に第1無線デバイス22aのNF測定部62aと同じである。但し、第2無線デバイス22bのNF測定部62bは、現在使用している周波数チャネルに加えて、現在使用している周波数チャネル以外の更新予定の周波数チャネルのノイズレベルを測定する。
The
CH使用率測定部63bは、実質的に第1無線デバイス22aのCH使用率測定部63aと同じである。但し、第2無線デバイス22bのCH使用率測定部63bは、現在使用している周波数チャネルに加えて、現在使用している周波数チャネル以外の更新予定の周波数チャネルの使用率を測定する。
The CH usage
更新タイミング設定部25は、通信制御装置10から送信された制御情報(BEACON_SET)に基づいて、更新後の周波数チャネルを使用する通信を開始するタイミングを設定する。具体的には、更新タイミング設定部25は、通信制御装置10から送信された制御情報(BEACON_SET)に含まれる更新タイマの初期値に基づいて、更新後の周波数チャネルを使用する通信を開始するタイミングを設定する。
Based on the control information (BEACON_SET) transmitted from the
使用チャネル設定部26は、更新タイミング設定部25により設定された更新後の周波数チャネルを使用する通信を開始するタイミングで、通信制御装置10から送信される更新後の周波数チャネルを含む制御情報(BEACON_SET)に基づいて周波数ホッピングで使用する周波数チャネルを設定する。第1無線デバイス22aは、使用チャネル設定部26で設定された周波数チャネルにより、更新タイミング設定部25により設定されたタイミングで中継局30および/または端末40と通信を行う。
The used
また、通知部24は、更新タイミング設定部25により設定された更新後の周波数チャネルを使用する通信を開始するタイミングの情報および通信制御装置10から送信される更新後の周波数チャネルの情報を含むネットワークの基本情報(BEACON)を中継局30および/または端末40へ送信する。
In addition, the
中継局30の構成および動作は、集約局20とほぼ同じである。すなわち、中継局30は、第1無線デバイス32a、第2無線デバイス32b、通知部34、使用チャネル設定部36を備える。なお、中継局30は、図3に示していない他の機能を備えていてもよい。
The configuration and operation of the
第1無線デバイス32aは、CAC部71a、NF測定部72a、CH使用率測定部73aを備える。なお、第1無線デバイス32aは、図3に示していない他の機能を備えていてもよい。
The
CAC部71aは、集約局20からCAC-INDを受信すると、第1無線デバイス32aにより現在使用している周波数チャネルにおいてレーダがあるかをチェックするCACを実施する。第1無線デバイス32aは、CAC部71aによりレーダが検出された周波数チャネルを停波する。
Upon receiving CAC-IND from the
NF測定部72aは、第1無線デバイス32aにより現在使用している周波数チャネルのノイズレベルを測定する。CH使用率測定部73aは、現在使用している周波数チャネルの使用率を測定する。NF測定部72aによるノイズレベルの測定およびCH使用率測定部73aによる使用率の測定については後述する。
The
第2無線デバイス32bは、CAC部71b、NF測定部72b、CH使用率測定部73bを備える。なお、第2無線デバイス32bは、図3に示していない他の機能を備えていてもよい。
The second radio device 32b includes a
CAC部71bは、実質的に第1無線デバイス32aのCAC部71aと同じである。但し、第2無線デバイス32bのCAC部71bは、現在使用している周波数チャネルに加えて、現在使用している周波数チャネル以外の更新予定の周波数チャネルにおいてレーダが検出されるかをチェックするCACを実施する。
The
NF測定部72bは、実質的に第1無線デバイス32aのNF測定部72aと同じである。但し、第2無線デバイス32bのNF測定部72bは、現在使用している周波数チャネルに加えて、現在使用している周波数チャネル以外の更新予定の周波数チャネルのノイズレベルを測定する。
The
CH使用率測定部73bは、実質的に第1無線デバイス32aのCH使用率測定部73aと同じである。但し、第2無線デバイス32bのCH使用率測定部73bは、現在使用している周波数チャネルに加えて、現在使用している周波数チャネル以外の更新予定の周波数チャネルの使用率を測定する。
The CH usage rate measurement unit 73b is substantially the same as the CH usage
第1無線デバイス32aは、端末40により測定される測定結果を受信する。また、CAC部71a、CAC部71bで検出したDFSの検出結果を含むレーダ検出報告(RRPT)およびNF測定部72bやCH使用率測定部73bで測定したチャネル毎のノイズレベルや、チャネル毎のチャネル使用率の情報を含む統計情報報告(SRPT)は、第1無線デバイス32aを介して集約局20へ通知される。
The
設定部36は、集約局20から送信される更新後の周波数チャネルの情報を含む基本情報(BEACON)に基づいて周波数ホッピングで使用する周波数チャネルを設定する。中継局30の第1無線デバイス32aは、使用チャネル設定部36で設定された周波数チャネルにより、集約局20から送信される基本情報(BEACON)に含まれる更新後の周波数チャネルを使用する通信を開始するタイミングで集約局20および/または端末40と通信を行う。また、中継局30は、図3に示していない他の機能を備えていてもよい。
The setting
端末40は、第1無線デバイス42a、第2無線デバイス42b、通知部44、使用チャネル設定部46を備える。なお、端末40は、図3に示していない他の機能を備えていてもよい。
The terminal 40 includes a
第1無線デバイス42aは、NF測定部82a、CH使用率測定部83aを備える。なお、第1無線デバイス42aは、図3に示していない他の機能を備えていてもよい。
The
NF測定部82aは、第1無線デバイス42aにより現在使用している周波数チャネルのノイズレベルを測定する。CH使用率測定部83aは、現在使用している周波数チャネルの使用率を測定する。
The
第2無線デバイス42bは、NF測定部82b、CH使用率測定部83bを備える。なお、第2無線デバイス42bは、図3に示していない他の機能を備えていてもよい。
The
NF測定部82bは、実質的に第1無線デバイス42aのNF測定部82aと同じである。但し、第2無線デバイス42bのNF測定部82bは、現在使用している周波数チャネルに加えて、現在使用している周波数チャネル以外の更新予定の周波数チャネルのノイズレベルを測定する。
The
CH使用率測定部83bは、実質的に第1無線デバイス42aのCH使用率測定部83aと同じである。但し、第2無線デバイス42bのCH使用率測定部83bは、現在使用している周波数チャネルに加えて、現在使用している周波数チャネル以外の更新予定の周波数チャネルの使用率を測定する。
The CH usage
NF測定部82bやCH使用率測定部83bで測定したチャネル毎のノイズレベルや、チャネル毎のチャネル使用率の情報を含む統計情報報告(SRPT)は、第1無線デバイス42aを介して中継局30へ通知される。
A statistical information report (SRPT) including information on the noise level for each channel and the channel usage rate for each channel measured by the
使用チャネル設定部46は、中継局30から送信される更新後の周波数チャネルの情報を含む基本情報(BEACON)に基づいて周波数ホッピングで使用する周波数チャネルを設定する。端末40の第1無線デバイス42aは、使用チャネル設定部46で設定された周波数チャネルにより、中継局30から送信される基本情報(BEACON)に含まれる更新後の周波数チャネルを使用する通信を開始するタイミングで中継局30と通信を行う。また、端末40は、図3に示していない他の機能を備えていてもよい。
The used
図4を参照して、メモリ17に格納されている各種チャネルの情報について説明する。図4は、通信制御装置10のメモリ17に格納されている各種チャネルの情報の一例を示す。図4(a)は、予め指定されている複数の無線LANの使用可能チャネルリスト51の一例を示す図である。
Information on various channels stored in the
使用可能チャネルリスト51には、予め指定されている複数の無線LANの使用可能チャネルの情報が格納されている。無線LANのアクセスポイントAPは、複数の周波数帯域に属する複数のチャネル(CH:channel)36~140の少なくとも2つ以上の周波数を切り替えて周波数ホッピング方式により接続される。
The
図4(a)に示すように、5GHz帯を帯域幅20MHzで使用する場合、W52、W53、W56に設定される19個の周波数チャネルが使用可能チャネルとなる。周波数帯域5.2GHz帯(W52)は、36CH、40CH、44CH、48CHの4個のチャネルを含む。周波数帯域5.3GHz帯(W53)は、52CH、56CH、60CH、64CHの4個のチャネルを含む。周波数帯域5.6GHz帯(W56)は、100CH、104CH、108CH、112CH、116CH、120CH、124CH、128CH、132CH、136CH、140CHの11個のチャネルを含む。図4(a)の例では、予め指定されている複数の無線LANの使用可能チャネルリスト51として、36CH~140CHの19個のチャネルを示しているがこの限りではない。たとえば、19個のチャネルのうち、所定のチャネルのみを予め指定されている複数の無線LANの使用可能チャネルとして選択してもよい。
As shown in FIG. 4A, when using the 5 GHz band with a bandwidth of 20 MHz, 19 frequency channels set to W52, W53, and W56 are available channels. The frequency band 5.2 GHz band (W52) includes four channels of 36CH, 40CH, 44CH and 48CH. The frequency band 5.3 GHz band (W53) includes four channels of 52CH, 56CH, 60CH and 64CH. The frequency band 5.6 GHz band (W56) includes 11 channels of 100CH, 104CH, 108CH, 112CH, 116CH, 120CH, 124CH, 128CH, 132CH, 136CH and 140CH. In the example of FIG. 4(a), 19 channels from 36CH to 140CH are shown as the previously designated
図4(b)は、DFSリスト52の一例を示す図である。DFSリスト52には、集約局20や中継局30で測定されたレーダが検出されたチャネルの情報が格納されている。DFSリスト52は、論理式内ではチャネルの情報はビットフラグで表現される。図4(b)の例では、DFSリスト52は、CH60においてレーダが検出された状態を表している。
FIG. 4B is a diagram showing an example of the
図4(c)は、NFリスト53の一例を示す図である。NFリスト53には、集約局20や中継局30で測定された干渉や雑音が大きいチャネルの情報が格納されている。NFリスト53は、論理式内ではチャネルの情報はビットフラグで表現される。図4(c)の例では、NFリスト53は、36CH、60CH、64CHにおいて、集約局20または中継局30において測定されたNFが所定の閾値より高い、または、平均チャネル使用率が所定の閾値より高い状態を表している。
FIG. 4C is a diagram showing an example of the
図4(d)は、使用候補チャネルリスト54の一例を示す図である。使用候補チャネルリストは、図4(a)の使用可能チャネルリストに指定されている複数の使用可能周波数チャネルの中で使用候補となる使用候補周波数チャネルの情報が格納される。使用候補チャネルリスト54は、DPSリスト52と、NFリスト53との論理否定と、チャネル制御部12の処理結果として得られる使用可能チャネルリスト51との論理積とにより求められる。
FIG. 4(d) is a diagram showing an example of the use
図4(e)は、使用チャネルリスト55の一例を示す図である。使用チャネルリスト55には、周波数ホッピングで使用される複数の使用周波数チャネルの情報が格納される。使用チャネルリスト55は、図4(d)の使用候補チャネルリスト54に定められる使用候補周波数チャネルの中から所定数の使用周波数チャネルを定めることにより求められる。図4(e)の例では、使用チャネルリスト55は、周波数ホッピングにおいてCH40、CH52、CH100が使用される状態を表している。
FIG. 4E is a diagram showing an example of the used
チャネル制御部12は、図4(a)に示す使用可能な使用可能チャネルリスト51の中からチャネルボンディングの対象となるチャネルを避けて、集約局20、中継局30、端末40が使用すべき所定数の使用周波数チャネルを定める。また、チャネル制御部12は、周波数チャネルが異なる周波数帯域5.2GHz帯(W52)、5.3GHz帯(W53)、5.6GHz帯(W56)から均等に選択することが好ましい。
The
たとえば、チャネル制御部12が、所定数として3つの使用周波数チャネルを定める場合について説明する。この場合、チャネル制御部12は、周波数帯域5.2GHz帯(W52)、周波数帯域5.3GHz帯(W53)、周波数帯域5.6GHz帯(W56)から、それぞれ1つの使用周波数チャネルを選択する。図4に示す例では、チャネル制御部12は、周波数帯域5.2GHz帯(W52)から、周波数チャネルCH40を選択し、周波数帯域5.3GHz帯(W53)から、周波数チャネルCH52を選択し、周波数帯域5.6GHz帯(W56)から、周波数チャネルCH100を選択する。このとき、選択した周波数チャネルCH40、CH52、CH100は、互いにチャネルボンディングの対象とならず、かつ、異なる周波数帯域に属する。
For example, a case where the
次に、図5を参照して本発明の実施形態に係わる無線通信システム1において周波数ホッピング方式で通信を行う処理の概要について説明する。周波数ホッピング方式においては、送受信する周波数チャネルがフレーム単位で切り替えられる。図5(a)の例では、3つの周波数チャネル(ch.A、ch.B、ch.C)をフレーム単位で切り替えながら周波数ホッピング方式により通信が行われている。本実施形態においては、3つの周波数チャネルをフレーム単位で切り替える例について説明しているが、チャネル数は特に限定しない。各アクセスポイントAPは、通信制御装置10から送信される制御情報(BEACON_SET)に記載されるチャネルをサイクリックに使用する。図5(a)の例では、3つの周波数チャネルが100ms毎に切り替えられている。
Next, with reference to FIG. 5, an outline of processing for performing communication by the frequency hopping method in the
集約局20は、少なくとも1フレーム内に1回中継局30にネットワークの基本情報(BEACON)を送信する。基本情報(BEACON)には、更新後の周波数チャネルの情報と、更新後の周波数チャネルを使用する通信を開始するタイミングを表す情報が含まれる。更新後の周波数チャネルを使用する通信を開始するタイミングは、更新タイマで表される。
The
更新タイマは、周波数チャネルを更新するタイミングを示す。更新タイマの初期値は、通信制御装置10により設定される。たとえば、更新タイマとして「5」が設定されている場合、5フレーム後に無線通信システム1全体で使用周波数チャネルが更新される。したがって、更新タイマの初期値は、無線通信システム1の規模や通信状況によって決定することが好ましい。
The update timer indicates the timing of updating the frequency channel. The initial value of the update timer is set by the
更新タイマは、1フレーム時間が経過する毎に、1ずつデクリメントされる。よって、中継局30や端末40は、更新タイマの値が「0」になるまでに、1度でもBEACONを受信することができれば、周波数ホッピングで使用する周波数チャネルの更新を認識できる。したがって、更新タイマの初期値が大きいほど、無線通信システム1で使用される使用周波数チャネルの更新失敗の可能性を低減することができる。
The update timer is decremented by one each time one frame time elapses. Therefore, if
次に、図5(b)を参照して、レーダが検出された場合に周波数チャネルを更新する処理について説明する。図5(b)では、時刻(a)において、使用チャネルリスト55に使用周波数チャネルとしてch.A、ch.B、ch.Cが記録されている場合について説明する。 Next, the process of updating the frequency channel when radar is detected will be described with reference to FIG. 5(b). In FIG. 5(b), at time (a), ch. A, ch. B, ch. A case where C is recorded will be described.
たとえば、時刻(b)において、アクセスポイントAPがレーダを検出すると、アクセスポイントAPは、レーダ検出したチャネルを停波する。図5(b)の例では、ch.Aにおいてレーダを検出したため、アクセスポイントAPは、ch.Aを停波する。時刻(c)以降は、アクセスポイントAPは、残りの指定された使用周波数チャネルch.B、ch.Cを使用して周波数ホッピング方式で通信を継続する。すなわち、チャネルch.B、ch.Cを使用する周波数ホッピングにより、通信が継続される。 For example, when the access point AP detects radar at time (b), the access point AP stops the radar-detected channel. In the example of FIG. 5(b), ch. A, the access point AP detects radar on ch. Stop A. After time (c), the access point AP uses the remaining specified frequency channels ch. B, ch. C is used to continue communication in a frequency hopping manner. That is, channel ch. B, ch. Communication continues by frequency hopping using C.
図5(b)の例では、次のフレームで通信を再開するまで、集約局20、中継局30は最大で2回BEACONを送信することができないが、一般的に数回のBEACONの受信失敗は許容されるため、IEEE 802.11接続は維持される。レーダを検出したアクセスポイントAPは、通信が再開されるとレーダ検出報告(RRPT)により通信制御装置10へレーダを検出したことを通知する。なお、アクセスポイントAPのうち集約局20がレーダを検出した場合には、有線で即座に通信制御装置10へレーダ検出報告(RRPT)によりレーダを検出したことを通知する。
In the example of FIG. 5(b), the
通信制御装置10は、アクセスポイントAPから受信したレーダ検出報告(RRPT)に基づいてDFSリスト52を更新する。そして、通信制御装置10は、更新されたDFSリスト52に基づいて使用チャネルリスト55の使用周波数チャネルを更新する。その後、通信制御装置10は、使用チャネルリスト55の使用周波数チャネルの情報を制御情報(BEACON_SET)として集約局20へ送信して周波数ホッピングで使用する使用周波数チャネルを指示する。制御情報(BEACON_SET)を受信した集約局20は、使用チャネルリスト55の使用周波数チャネルの情報をネットワークの基本情報(BEACON)として中継局30へ送信して周波数ホッピングで使用する使用周波数チャネルを指示する。同様に、ネットワークの基本情報(BEACON)を受信した中継局30は、受信した基本情報(BEACON)を端末へ送信して周波数ホッピングで使用する使用周波数チャネルを指示する。したがって、集約局20、中継局30および端末40は、通信制御装置10から送信された制御情報(BEACON_SET)に含まれる使用周波数チャネルで通信を行うよう制御する。
The
このようにして、無線通信システム1内の使用周波数チャネルが同期され、IEEE 802.11接続断が生じないよう制御される。なお、レーダが検出されない状態が30分継続すると、DFSリスト52に格納されている情報がクリアされる。
In this way, the frequency channels used in the
ここで、図5(b)を参照して周波数チャネルの変更の一例について説明する。以下の記載では、時刻(a)以前は、周波数チャネルch.A、B、Cを使用して周波数ホッピング通信が行われていたものとする。 Here, an example of changing the frequency channel will be described with reference to FIG. 5(b). In the following description, before time (a), frequency channel ch. It is assumed that A, B, and C are used for frequency hopping communication.
時刻(b)において周波数チャネルch.Aでレーダが検出されると、この検出結果が通信制御装置10に通知される。そうすると、通信制御装置10は、周波数ホッピング通信で使用する周波数チャネルを更新する。具体的には、「ch.A、B、C」から「ch.D、B、C」に更新される。
At time (b), frequency channel ch. When radar is detected at A, the
続いて、時刻(c)において、更新後の周波数チャネルを報知するためのBEACONが送信される。このBEACONは、下記の情報を含む。
(1)使用周波数チャネル:D、B、C
(2)使用禁止チャネル:A
(3)更新タイマ:5
Subsequently, at time (c), BEACON is transmitted to notify the updated frequency channel. This BEACON contains the following information:
(1) Frequency channels used: D, B, C
(2) Prohibited channel: A
(3) Update timer: 5
新たな周波数チャネルch.Dは、使用可能な周波数チャネルの中から選択される。すなわち、雑音が閾値レベルよりも低く、且つ、平均使用率が閾値よりも低く、且つ、過去30分以内にレーダが検出されていない周波数チャネルの新たな周波数チャネルが選択される。なお、使用可能な周波数チャネルは、通信制御装置10において使用可能チャネルリスト51、DFSリスト52、NFリスト53を利用して管理されている。
A new frequency channel ch. D is selected from among the available frequency channels. That is, a new frequency channel is selected for which the noise is below the threshold level, the average utilization is below the threshold, and no radar has been detected within the last 30 minutes. Usable frequency channels are managed using an
このBEACONは、各中継局30および各端末40に送信される。ただし、この時点では、更新タイマはゼロではない。この更新タイマは、1つのフレームが送信される毎に1ずつデクリメントされる。よって、更新タイマは、時刻(c)から5フレームが送信された時刻(すなわち、時刻(d))において満了する。
This BEACON is transmitted to each
各中継局30および各端末40は、更新タイマが満了するまで、更新前の周波数(周波数チャネルch.Aを除く)で周波数ホッピング通信を行う。すなわち、時刻(c)~時刻(d)においては、周波数チャネルch.B、Cで通信が行われる。
Each
時刻(d)以降、すなわち、更新タイマが満了(ゼロ)になり、かつ、フレームの先頭に来たタイミングで各中継局30および各端末40は、更新後の周波数チャネルを使用して周波数ホッピング通信を行う。すなわち、周波数チャネルch.D、B、Cで通信が行われる。
After time (d), that is, at the timing when the update timer expires (zero) and at the beginning of the frame, each
このように、周波数ホッピングにおいて使用中の周波数チャネルの一部が使用できなくなったときは、新たな周波数チャネルが選択される。ここで、新たな周波数チャネルは、雑音が閾値レベルよりも低く、且つ、平均使用率が閾値よりも低く、且つ、過去30分以内にレーダが検出されていないことが前もって確認されている。したがって、周波数ホッピング通信を継続することができる。 In this way, when some of the frequency channels in use become unavailable in frequency hopping, a new frequency channel is selected. Here, the new frequency channel has previously been verified to have noise below the threshold level, average utilization below the threshold, and no radar detected within the last 30 minutes. Therefore, frequency hopping communication can be continued.
また、更新後の周波数チャネルは、BEACONにより前もって各中継局30および各端末40に通知されている。すなわち、中継局30および端末40は、更新後の周波数チャネルを予め認識できるので、更新後の周波数チャネルで送信されるBEACONを待ち受けることができる。よって、中継局30および端末40は、802.11接続を維持できるので、IEEE 802.11接続を再設定する必要はない。
Moreover, the updated frequency channel is notified to each
次に、図6を参照して、無線通信システム1の周辺に他の無線通信システム100が存在している場合に、各アクセスポイントAPで検出される干渉について説明する。図6は、各アクセスポイントAPで検出される干渉の一例を示す図である。無線通信システム1の周辺に他の無線通信システム100が存在している場合、無線通信システム100内の外部アクセスポイント110と、外部端末120-1~120-4とで送受信されているパケットが集約局20や中継局30において干渉として測定される。
Next, interference detected by each access point AP when another
集約局20や中継局30は、測定した測定結果を統計情報報告(SRPT)のNFやチャネル使用率として通信制御装置10へ通知する。通信制御装置10は、干渉が大きいチャネルをNFリスト53へ格納することで、干渉が大きいチャネルの情報をチャネル制御部12が選択する周波数チャネルから除外する。
The
NFリストへのチャネルの情報の格納条件は特に限定しないが、集約局20や中継局30から通知されるNFの最大値を所定の閾値により判定する方法(判定条件1)や、集約局20や中継局30から通知されるチャネル使用率の最大値を所定の閾値により判定する方法(判定条件2)、判定条件1と判定条件2の論理和により判定する方法(判定条件3)、などにより判定することができる。使用周波数チャネルにおいて干渉判定がされた場合、レーダ検出時と同様に、集約局20や中継局30は、通信制御装置10へ干渉が検出されたことを統計情報報告(SRPT)により通知する。
The conditions for storing channel information in the NF list are not particularly limited. Determination by a method of determining the maximum value of the channel usage rate notified from the
通信制御装置10は、集約局20や中継局30から受信した統計情報報告(SRPT)に基づいてNFリスト53を更新する。そして、通信制御装置10は、更新されたNFリスト53に基づいて使用チャネルリスト55の使用周波数チャネルを更新する。その後、通信制御装置10は、使用チャネルリスト55の使用周波数チャネルの情報を制御情報(BEACON_SET)として集約局20へ送信して周波数ホッピングで使用する使用周波数チャネルを指示する。制御情報(BEACON_SET)を受信した集約局20は、制御情報(BEACON_SET)に含まれる使用周波数チャネルで通信を行うよう制御する。
The
また、集約局20は、制御情報(BEACON_SET)に含まれる使用周波数チャネルの情報を基本情報(BEACON)として中継局30へ送信して周波数ホッピングで使用する使用周波数チャネルを指示する。同様に、中継局30は、集約局20から送信された基本情報(BEACON)を端末へ送信して周波数ホッピングで使用する使用周波数チャネルを指示する。基本情報(BEACON)を受信した中継局30および端末40は、基本情報(BEACON)に含まれる使用周波数チャネルで通信を行うよう制御する。これにより、通信制御装置10、集約局20、中継局30および端末40は互いに同期する。なお、NFリスト53に格納したチャネルの情報は、干渉判定が真でなくなるまで保持される。
Further, the
次に集約局20が中継局30へ基本情報(BEACON)を送信するタイミングについて説明する。図7は、集約局20から中継局30へ基本情報(BEACON)が送信されるタイミングの一例を示す図である。
Next, the timing at which the
集約局20からブロードキャスト送信されるBEACONパケット内には、更新後の周波数チャネルを使用する通信を開始するタイミングを表す更新タイマの情報が含まれる。無線通信システム1内の各ノードを構成する集約局20、中継局30および端末40は、基本情報(BEACON)に含まれる更新タイマの情報に基づいて使用周波数チャネルの同期を行う。
The BEACON packet broadcasted from the
中継局30は、集約局20から送信される基本情報(BEACON)から更新タイマの情報を取得する。このため、集約局20から末端の中継局30または端末40までのホップ数が最短となるよう基本情報(BEACON)の送信タイミングを制御する必要がある。そこで、本実施形態においては、通信制御装置10は、集約局20からホップ数の少ない順にビーコン送信スロットを割り当てる。そして、通信制御装置10は、割り当てたビーコン送信スロットの情報とともに各ノードへの経路情報を制御情報(BEACON_SET)に含めて集約局20へ送信する。
The
集約局20は、通信制御装置10から送信されたビーコン送信スロットの情報と、各ノードへの経路情報とを基本情報(BEACON)に含めて各マルチホップノードを構成する各中継局30に通知する。ホップ数が同じ中継局30が複数ある場合には、通信制御装置10は、各中継局30が重複しないようBEACONパケット内の送信用スロットに更新タイマを割り当てる。BEACONを受け取った中継局30は、BEACONに含まれる更新タイマの情報に基づいて使用周波数チャネルの同期を行うことができる。
The
なお、上述の実施形態においては、中継局30は、BEACONに含まれる更新タイマの情報に基づいて使用周波数チャネルの同期を行っているがこれに限られるものではない。たとえば、無線通信システム1全体において共通のタイムスタンプをBEACONに含めることで、通信制御装置10、集約局20、中継局30および端末40間で時間の同期を取ることができる。
In the above-described embodiment, the
図8は、無線通信システムで行われるCHリスト更新処理の一例を示すシーケンスチャートである。 FIG. 8 is a sequence chart showing an example of CH list update processing performed in the wireless communication system.
通信制御装置10は、集約局20に対しCACの指示(CAC-IND)の通知を行う(ステップS11)。CACの指示の通知を受けた集約局20は、中継局30-1に対しCACの指示(CAC-IND)の通知を行う(ステップS12)。CACの指示(CAC-IND)の通知を受けた中継局30-1は、下位に中継局30-2がある場合には、中継局30-2に対しCACの指示(CAC-IND)の通知を行う(ステップS13)。
The
中継局30-1は、CACの実施中にレーダを検出すると(ステップS14)、レーダ検出報告(RRPT)を集約局20へ通知する(ステップS15)。レーダ検出報告(RRPT)を受けた集約局20は、受けたレーダ検出報告(RRPT)を通信制御装置10へ通知する(ステップS16)。なお、集約局20自身がレーダの検出を行ってもよい。この場合、中継局30から通知された検出結果と同様に、集約局20は、レーダ検出報告(RRPT)を通信制御装置10へ通知する。中継局30または集約局20からレーダ検出報告(RRPT)を受けると、通信制御装置10は、DFSリスト52、使用候補チャネルリスト54および使用チャネルリスト55を更新する。そして、通信制御装置10は、更新した使用チャネルリスト55に基づいて通信に使用するチャネルを選択する(ステップS17)。
When the relay station 30-1 detects radar during CAC (step S14), it notifies the
通信制御装置10は、ステップS17で選択した通信に使用するチャネルの情報を含む制御情報(BEACON_SET)を集約局20へ通知する(ステップS18)。使用するチャネルの通知を受けた集約局20は、ステップS18で通知された使用するチャネルの情報を含む基本情報(BEACON)を中継局30-1へ通知する(ステップS19)。同様に、使用するチャネルの通知を受けた中継局30-1は、ステップS19で通知された使用するチャネルの情報を含む基本情報(BEACON)を中継局30-2や端末40へ通知する(ステップS20)。
The
ステップS13においてCACの指示(CAC-IND)の通知を受けた中継局30-2は、CACを行い、通知に対するCACの応答(CAC-ACK)を中継局30-1へ通知する(ステップS21)。中継局30-1は中継局30-2から受けたCACの応答(CAC-ACK)を集約局20へ通知する(ステップS22)。集約局20は中継局30から受けたCACの応答(CAC-ACK)を通信制御装置10へ通知する(ステップS23)。
The relay station 30-2, which has received the CAC instruction (CAC-IND) in step S13, performs CAC and notifies the relay station 30-1 of the CAC response to the notification (CAC-ACK) (step S21). . The relay station 30-1 notifies the
同様に、ステップS12においてCACの指示(CAC-IND)の通知を受けた中継局30-1は、CACを行い、通知に対するCACの応答(CAC-ACK)を集約局20へ通知する(ステップS24)。集約局20は、中継局30から受けたCACの応答(CAC-ACK)を通信制御装置10へ通知する(ステップS25)。
Similarly, the relay station 30-1 that has received the CAC instruction (CAC-IND) notification in step S12 performs CAC and notifies the
同様に、ステップS11においてCACの指示(CAC-IND)の通知を受けた集約局20は、CACを行い、通知に対するCACの応答(CAC-ACK)を通信制御装置10へ通知する(ステップS26)。
Similarly, the
次に、通信制御装置10で行われるDFSリスト更新処理について説明する。図9は、DFSリスト更新処理の一例を示すフローチャートである。はじめに、通信制御装置10のチャネル制御部12は、集約局20または中継局30から通知されるレーダ検出報告(RRPT)を受信したか否かを判定する(ステップS31)。レーダ検出報告(RRPT)を受信していない場合(ステップS31のNO)には、レーダ検出報告(RRPT)を受信するまで処理は待機となる。レーダ検出報告(RRPT)を受信した場合(ステップS31のYES)には、チャネル制御部12は、受信したレーダ検出報告(RRPT)に基づいてDFSリスト52を更新する(ステップS32)。チャネル制御部12は、更新したDFSリスト52に基づいて使用チャネルリスト55を更新する(ステップS33)。
Next, the DFS list update process performed by the
チャネル制御部12は、無線通信システム1の終了指示を受け付けたか否かを判定する(ステップS34)。無線通信システム1の終了指示を受け付けていない場合(ステップS34のNO)には、処理はステップS31に戻り、ステップS31~ステップS34の処理が繰り返し実行される。無線通信システム1の終了指示を受け付けた場合(ステップS34のYES)には、DFSリスト更新処理は終了となる。
The
次に、通信制御装置10で行われるNFリスト更新処理について説明する。図10は、NFリスト更新処理の一例を示すフローチャートである。
Next, NF list update processing performed by the
はじめに、通信制御装置10のチャネル制御部12は、集約局20、中継局30または端末40から通知される統計情報報告(SRPT)を受信したか否かを判定する(ステップS41)。統計情報報告(SRPT)を受信していない場合(ステップS41のNO)には、統計情報報告(SRPT)を受信するまで処理は待機となる。統計情報報告(SRPT)を受信した場合(ステップS41のYES)には、チャネル制御部12は、受信した統計情報報告(SRPT)に基づいてNFリスト53を更新する(ステップS42)。チャネル制御部12は、更新したNFリスト53に基づいて使用チャネルリスト55を更新する(ステップS43)。
First, the
チャネル制御部12は、無線通信システム1の終了指示を受け付けたか否かを判定する(ステップS44)。無線通信システム1の終了指示を受け付けていない場合(ステップS44のNO)には、処理はステップS41に戻り、ステップS41~ステップS44の処理が繰り返し実行される。無線通信システム1の終了指示を受け付けた場合(ステップS44のYES)には、NFリスト更新処理は終了となる。
The
次に、通信制御装置10と集約局20で行われる通信制御処理について説明する。図11は、通信制御装置10と集約局20で行われる通信制御処理の一例を示すフローチャートである。はじめに、集約局20、中継局30および端末40は、使用可能な周波数チャネルの中から選択された所定数の周波数チャネルに基づいて周波数ホッピング方式で通信が行われている。
Next, communication control processing performed by the
通信制御装置10のインタフェース(IF)11は、集約局20に所定の時間毎にCACの指示(CAC-IND)を送信する。同様に、集約局20は、中継局30に所定の時間毎にCACの指示(CAC-IND)を送信する(ステップS51)。インタフェース(IF)11は、ステップS51で送信したCACの指示(CAC-IND)に対する集約局20、中継局30から通知されるCACの応答(CAC-ACK)の通知を受信する(ステップS52)。チャネル制御部12は、受信したCACの応答(CAC-ACK)の内容はNGであるか否か判定する(ステップS53)。CACの応答(CAC-ACK)の内容がNGでない場合(ステップS53のNO)には、処理はステップS51に戻り、ステップS51~ステップS53の処理が繰り返し実行される。
The interface (IF) 11 of the
これに対し、CACの応答(CAC-ACK)がNGである場合(ステップS53のNO)には、チャネル制御部12は、使用チャネルリスト55に基づいて、所定数の周波数チャネルを選択する(ステップS54)。たとえば、チャネル制御部12は、図4(e)の使用チャネルリスト55に基づいて、CH40、CH52、CH100の3つの周波数チャネルを選択する。インタフェース(IF)11は、チャネル制御部12が選択した周波数チャネルの情報および更新タイマの初期値の情報を含む制御情報(BEACON_SET)を集約局20へ送信する。
On the other hand, if the CAC response (CAC-ACK) is NG (NO in step S53), the
集約局20の更新タイミング設定部25は、通信制御装置10から送信された制御情報(BEACON_SET)に基づいて、選択した所定数の周波数チャネルが更新されたか否か判定する(ステップS55)。周波数チャネルが更新されていない場合(ステップS56のNO)には、処理はステップS51に戻り、周波数チャネルが更新されるまで、ステップS51~ステップS55の処理が繰り返し実行される。
The update
周波数チャネルが更新された場合(ステップS56のYES)には、更新タイミング設定部25は、通信制御装置10から送信された制御情報(BEACON_SET)に基づいて更新後の周波数チャネルを使用する通信を開始するタイミングの更新タイマをセットする(ステップS57)。そして、更新タイミング設定部25は、更新後の周波数チャネルを表す情報およびセットした更新タイマの基本情報をBEACONにセットする(ステップS58)。
If the frequency channel has been updated (YES in step S56), the update
集約局20は、セットした基本情報(BEACON)を中継局30へ送信する。同様に、基本情報(BEACON)を受信した中継局30は、基本情報(BEACON)を他の中継局30または端末40へ送信する(ステップS59)。更新タイミング設定部25は、ステップS57でセットした更新タイマが満了したか否かを判定する(ステップS60)。セットした更新タイマが満了していない場合(ステップS60のNO)には、更新タイマが満了するまで処理を待機する。セットした更新タイマが満了した場合(ステップS60のYES)には、集約局20の第1無線デバイス22aは、更新後の周波数チャネルで中継局30および端末40と周波数ホッピング方式による通信を開始する(ステップS61)。この処理が終了すると無線通信システム1で行われる通信制御処理は終了となる。
The
次に、集約局20で行われるRRPT通知処理について説明する。図12は、集約局20で行われるRRPT通知処理の一例を示すフローチャートである。なお、中継局30で行われるRRPT通知処理は、集約局20で行われるRRPT通知処理と略同様の処理であるため説明を省略する。
Next, the RRPT notification process performed by the
はじめに、第2無線デバイス22bのCAC部61bは、図11のステップS51において通信制御装置10から送信されたCACの指示(CAC-IND)を受信したか否かを判定する(ステップS71)。CACの指示(CAC-IND)を受信していない場合(ステップS71のNO)には、CACの指示(CAC-IND)を受信するまで、処理は待機となる。CACの指示(CAC-IND)を受信した場合(ステップS71のYES)には、第2無線デバイス22bのCAC部61bは、CACを実行する(ステップS72)。通知部24は、ステップS72で検出したレーダの検出結果を含むレーダ検出報告(RRPT)を通信制御装置10へ通知する(ステップS73)。
First, the
CAC部61bは、ステップS71で受信したCACの指示(CAC-IND)に対するCAC応答(CAC-ACK)を通信制御装置10へ通知する(ステップS74)。第1無線デバイス22aは、無線通信システム1の終了指示を受け付けたか否かを判定する(ステップS75)。無線通信システム1の終了指示を受け付けていない場合(ステップS75のNO)には、処理はステップS71に戻り、ステップS71~ステップS75の処理が繰り返し実行される。無線通信システム1の終了指示を受け付けた場合(ステップS75のYES)には、集約局20で行われるRRPT通知処理は終了となる。なお、集約局20においては、CAC部61bは、CACの指示(CAC-IND)に対するCAC応答(CAC-ACK)を通信制御装置10へ通知している。この点、中継局30においては、CAC部71bは、CACの指示(CAC-IND)に対するCAC応答(CAC-ACK)を、集約局20を経由して通信制御装置10へ通知している点で相違する。なお、集約局20および中継局30は、自発的にレーダ検出を実行し、その結果を通信制御装置10に通知してもよい。
The
次に、集約局20で行われるSRPT通知処理について説明する。図13は、集約局20で行われるSRPT通知処理の一例を示すフローチャートである。なお、中継局30で行われるSRPT通知処理は、集約局20で行われるSRPT通知処理と略同様の処理であるため説明を省略する。
Next, SRPT notification processing performed by the
はじめに、第2無線デバイス22bのNF測定部62bは、所定の時間毎にNFを測定する。また、CH使用率測定部63aは、所定の時間毎に平均チャネル使用率を測定する(ステップS81)。通知部24は、ステップS81で測定したNFおよび平均チャネル使用率を含む統計情報報告(SRPT)を通信制御装置10へ通知する(ステップS82)。
First, the
第1無線デバイス22aは、無線通信システム1の終了指示を受け付けたか否かを判定する(ステップS83)。無線通信システム1の終了指示を受け付けていない場合(ステップS83のNO)には、処理はステップS81に戻り、ステップS81~ステップS83の処理が繰り返し実行される。無線通信システム1の終了指示を受け付けた場合(ステップS83のYES)には、集約局20で行われるSRPT通知処理は終了となる。なお、集約局20においては、通知部24は、測定したNFおよび平均チャネル使用率を含む統計情報報告(SRPT)を通信制御装置10へ通知している。この点、中継局30においては、通知部34は、測定したNFおよび平均チャネル使用率を含む統計情報報告(SRPT)を、集約局20を経由して通信制御装置10へ通知している点で相違する。
The
次に、中継局30で行われる通信制御処理について説明する。図14は、中継局30で行われる通信制御処理の一例を示すフローチャートである。
Next, communication control processing performed in the
使用チャネル設定部36は、図11のステップS59において集約局20が送信した基本情報(BEACON)を受信したか否かを判定する(ステップS91)。基本情報(BEACON)を受信していない場合(ステップS91のNO)には、基本情報(BEACON)を受信するまで処理は待機する。基本情報(BEACON)を受信した場合(ステップS91のYES)には、使用チャネル設定部36は、基本情報(BEACON)に含まれる情報に基づき、使用禁止チャネル停波を行う(ステップS92)。この処理では、たとえば使用チャネル設定部36は、レーダが検出された周波数チャネルを停波する。
The use
使用チャネル設定部36は、基本情報(BEACON)含まれる更新タイマに値が設定されているか否かを判定する(ステップS93)。基本情報(BEACON)含まれる更新タイマに値が設定されていない場合(ステップS93のNO)には、処理はステップS95に進む。基本情報(BEACON)含まれる更新タイマに値が設定されている場合(ステップS93のYES)には、使用チャネル設定部36は、更新タイマ設定を行う(ステップS94)。この処理では、使用チャネル設定部36は、1フレーム時間が経過する毎に更新タイマの値を1ずつデクリメントするとともに、後述の周波数チャネル更新処理を行う。
The used
ステップS95において、第1無線デバイス32aは、無線通信システム1の終了指示を受け付けたか否かを判定する。無線通信システム1の終了指示を受け付けていない場合(ステップS95のNO)には、処理はステップS91に戻り、ステップS91~ステップS95の処理が繰り返し実行される。無線通信システム1の終了指示を受け付けた場合(ステップS95のYES)には、中継局30で行われる通信制御処理は終了となる。
In step S95, the
次に、中継局30で行われる周波数チャネル更新処理について説明する。図15は、中継局30で行われる周波数チャネル更新処理の一例を示すフローチャートである。
Next, frequency channel update processing performed in the
使用チャネル設定部36は、周波数チャネル更新タイミングであるか否かを判定する(ステップS101)。この処理では、使用チャネル設定部36は、更新タイマが満了(ゼロ)になり、かつ、フレームの先頭に来たタイミングであるか否かを判定する。周波数チャネル更新タイミングでない場合(ステップS101のNO)には、周波数チャネル更新タイミングとなるまで処理は待機する。周波数チャネル更新タイミングである場合(ステップS101のYES)には、使用チャネル設定部36は、使用周波数チャネルを基本情報(BEACON)に含まれる使用周波数チャネルに更新して設定する(ステップS102)。
The use
以上のように、本実施形態の無線通信システム1によれば、周波数ホッピング通信で使用中の周波数チャネルが使用できなくなり、周波数ホッピングのための所定数の周波数チャネルが更新されたときに、集約局20は、更新後の周波数チャネルを表す情報および更新後の周波数チャネルを使用する通信を開始するタイミングを表す情報を含む制御情報を中継局30や端末40に送信する。これにより、中継局30や端末40は、通信を切断することなく他の周波数チャネルへの切替えが可能となる。
As described above, according to the
なお、本発明は上述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階でのその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成することができる。たとえば、実施形態に示される全構成要素を適宜組み合わせても良い。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。このような、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能であることはもちろんである。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the present invention at the implementation stage. Also, various inventions can be formed by appropriate combinations of the plurality of constituent elements disclosed in the above embodiments. For example, all the components shown in the embodiments may be combined as appropriate. Furthermore, components across different embodiments may be combined as appropriate. It goes without saying that various modifications and applications are possible without departing from the spirit of the invention.
上述の実施形態においては、チャネル制御部12は、アクセスポイントAPから受信する通知に基づいて、複数の周波数チャネルの中から使用可能な周波数チャネルを定めているがこれに限られるものではない。たとえば、チャネル制御部12は、アクセスポイントAPから受信する通知に基づいて、使用不可のチャネルを定めることもできる。
In the above-described embodiment, the
また、上述の実施形態においては、更新タイマの初期値は通信制御装置10から集約局20に送信しているがこの限りではない。たとえば、集約局20自身が更新タイマの初期値を設定してもよい。
Also, in the above-described embodiment, the initial value of the update timer is transmitted from the
また、上述の実施形態においては、集約局20の更新タイミング設定部25が、更新後の周波数チャネルを使用する通信を開始するタイミングを設定しているがこの限りではない。たとえば、通信制御装置10が更新後の周波数チャネルを使用する通信を開始するタイミングを設定してもよい。この場合、通信制御装置10は、更新後の周波数チャネルを使用する通信を開始するタイミングの情報を含む制御情報(BEACON_SET)を集約局20へ送信する。これにより、無線通信システム1内の使用周波数チャネルの同期を行うことができる。
In addition, in the above-described embodiment, the update
1 無線通信システム
10 通信制御装置
12 チャネル制御部
20 集約局
22a 第1無線デバイス
22b 第2無線デバイス
24 通知部
25 更新タイミング設定部
26 使用チャネル設定部
30 中継局
32a 第1無線デバイス
32b 第2無線デバイス
34 通知部
36 使用チャネル設定部
40 端末
42a 第1無線デバイス
42b 第2無線デバイス
44 通知部
46 使用チャネル設定部
51 使用可能チャネルリスト
52 DFSリスト
53 NFリスト
54 使用候補チャネルリスト
55 使用チャネルリスト
61a、61b CAC部
62a、62b NF測定部
63a、63b CH使用率測定部
71a、71b CAC部
72a、72b NF測定部
73a、73b CH使用率測定部
82a、82b NF測定部
83a、83b CH使用率測定部
1
Claims (6)
前記複数の通信装置から受信する通知に基づいて、予め指定されている複数の使用可能周波数チャネルの中で使用候補となる使用候補周波数チャネルを定め、
前記使用候補とした使用候補周波数チャネルの中から前記複数の通信装置が使用する所定数の使用周波数チャネルを定め、
前記所定数の使用周波数チャネルが更新されたときに、更新後の使用周波数チャネルを表す情報および更新後の使用周波数チャネルを使用する通信を開始するタイミングを表す情報を含む制御情報を前記複数の通信装置に通知し、
各通信装置は、
第1の無線デバイスを使用して、前記制御情報に従って周波数ホッピング方式で通信を行い、
第2の無線デバイスを使用して、前記予め指定されている複数の使用可能周波数チャネルの少なくとも一部の状態を測定し、
前記第2の無線デバイスによる測定結果を、前記使用候補周波数チャネルを定める装置に通知する
ことを特徴とする無線通信方法。 A wireless communication method in which a plurality of communication devices communicate by frequency hopping,
determining use candidate frequency channels as use candidates from among a plurality of pre-designated usable frequency channels based on notifications received from the plurality of communication devices;
determining a predetermined number of use frequency channels to be used by the plurality of communication devices from among the use candidate frequency channels,
When the predetermined number of used frequency channels are updated, control information including information representing updated used frequency channels and information representing timing to start communication using the updated used frequency channels is transmitted to the plurality of communications. notify the device,
Each communication device
communicating in a frequency hopping manner according to the control information using the first wireless device;
using a second wireless device to measure the condition of at least a portion of the plurality of pre-designated usable frequency channels;
A radio communication method, characterized in that a measurement result by the second radio device is notified to a device that determines the use candidate frequency channel.
前記第2の無線デバイスを使用して、前記予め指定されている複数の周波数チャネルのうちレーダ信号の干渉を受ける周波数チャネルを検出し、
前記レーダ信号の干渉を受ける周波数チャネルを前記装置に通知する
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信方法。 Each communication device
using the second wireless device to detect a frequency channel that is subject to radar signal interference among the plurality of pre-designated frequency channels;
2. The radio communication method according to claim 1, further comprising notifying said device of a frequency channel that is subject to interference by said radar signal.
前記第2の無線デバイスを使用して、前記予め指定されている複数の周波数チャネルそれぞれのノイズの状態を測定し、
前記ノイズの測定結果を前記装置に通知する
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信方法。 Each communication device
measuring the noise state of each of the plurality of pre-designated frequency channels using the second wireless device;
2. The wireless communication method according to claim 1, further comprising notifying said device of the measurement result of said noise.
前記第2の無線デバイスを使用して、前記予め指定されている複数の周波数チャネルそれぞれのチャネル使用率を測定し、
前記チャネル使用率の測定結果を前記装置に通知する
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信方法。 Each communication device
using the second wireless device to measure a channel utilization rate for each of the plurality of pre-designated frequency channels;
2. The wireless communication method according to claim 1, further comprising notifying said device of the measurement result of said channel usage rate.
前記制御情報に含まれる更新後の周波数チャネルを表す情報に基づいて、通信に使用する使用周波数チャネルを設定し、
前記制御情報に含まれる更新後の周波数チャネルを使用する通信を開始するタイミングを表す情報に基づいて、前記設定された使用周波数チャネルを使用して周波数ホッピング方式の通信を開始する
ことを特徴とする請求項1~4のいずれか1つに記載の無線通信方法。 Each communication device
setting a frequency channel to be used for communication based on information representing an updated frequency channel included in the control information;
frequency hopping communication is started using the set frequency channel based on information indicating timing for starting communication using the updated frequency channel included in the control information. The wireless communication method according to any one of claims 1-4.
前記通信制御装置は、
前記通信装置から受信する通知に基づいて、予め指定されている複数の使用可能周波数チャネルの中で使用候補となる使用候補周波数チャネルを定め、前記使用候補とした使用候補周波数チャネルの中から前記通信装置が使用する所定数の使用周波数チャネルを定めるチャネル制御部と、
前記所定数の使用周波数チャネルが更新されたときに、更新後の使用周波数チャネルを表す情報を含む第1の制御情報を前記集約局装置に送信する送信部と、を備え、
前記集約局装置は、前記第1の制御情報に基づいて、更新後の使用周波数チャネルを表す情報および更新後の使用周波数チャネルを使用する通信を開始するタイミングを表す情報を含む第2の制御情報を前記通信装置に送信し、
前記通信装置は、
前記第2の制御情報に従って周波数ホッピング方式で通信を行う第1の無線デバイスと、
前記予め指定されている複数の使用可能周波数チャネルの少なくとも一部の状態を測定する第2の無線デバイスと、
前記第2の無線デバイスによる測定結果を前記通信制御装置に通知する通知部と、を備える
ことを特徴とする無線通信システム。 A wireless communication system comprising a communication device that communicates in a frequency hopping method, a communication control device that controls the communication device, and an aggregation station device provided between the communication device and the communication control device,
The communication control device is
Based on a notification received from the communication device, a use candidate frequency channel is determined as a use candidate among a plurality of pre-specified useable frequency channels, and the use candidate frequency channel is selected from the use candidate frequency channels for the communication. a channel control unit that determines a predetermined number of frequency channels to be used by the device;
a transmission unit configured to transmit first control information including information representing updated frequency channels in use to the aggregation station apparatus when the predetermined number of frequency channels in use are updated;
Based on the first control information, the central station apparatus generates second control information including information representing the updated frequency channel in use and information representing timing to start communication using the updated frequency channel in use. to the communication device; and
The communication device
a first wireless device that performs frequency hopping communication according to the second control information;
a second wireless device that measures the state of at least a portion of the plurality of pre-designated usable frequency channels;
and a notification unit that notifies the communication control apparatus of a measurement result obtained by the second wireless device.
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高橋 弘樹 他,経路断またはレーダ検出時においても通信断が生じない無線マルチホップネットワーク,2018年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会 B-18-12,2018年08月28日 |
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