CN1902843A - 可切换协议的无线通信*** - Google Patents
可切换协议的无线通信*** Download PDFInfo
- Publication number
- CN1902843A CN1902843A CNA200480039291XA CN200480039291A CN1902843A CN 1902843 A CN1902843 A CN 1902843A CN A200480039291X A CNA200480039291X A CN A200480039291XA CN 200480039291 A CN200480039291 A CN 200480039291A CN 1902843 A CN1902843 A CN 1902843A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mentioned
- base station
- wireless communication
- site
- communication protocol
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000006854 communication Effects 0.000 title claims abstract description 175
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 147
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 25
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 13
- 101100172132 Mus musculus Eif3a gene Proteins 0.000 description 34
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 244000287680 Garcinia dulcis Species 0.000 description 1
- 241001611138 Isma Species 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W74/00—Wireless channel access
- H04W74/08—Non-scheduled access, e.g. ALOHA
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W36/00—Hand-off or reselection arrangements
- H04W36/14—Reselecting a network or an air interface
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W48/00—Access restriction; Network selection; Access point selection
- H04W48/18—Selecting a network or a communication service
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
- H04W52/02—Power saving arrangements
- H04W52/0203—Power saving arrangements in the radio access network or backbone network of wireless communication networks
- H04W52/0206—Power saving arrangements in the radio access network or backbone network of wireless communication networks in access points, e.g. base stations
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
- H04W52/02—Power saving arrangements
- H04W52/0209—Power saving arrangements in terminal devices
- H04W52/0212—Power saving arrangements in terminal devices managed by the network, e.g. network or access point is master and terminal is slave
- H04W52/0216—Power saving arrangements in terminal devices managed by the network, e.g. network or access point is master and terminal is slave using a pre-established activity schedule, e.g. traffic indication frame
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
- H04W52/02—Power saving arrangements
- H04W52/0209—Power saving arrangements in terminal devices
- H04W52/0212—Power saving arrangements in terminal devices managed by the network, e.g. network or access point is master and terminal is slave
- H04W52/0219—Power saving arrangements in terminal devices managed by the network, e.g. network or access point is master and terminal is slave where the power saving management affects multiple terminals
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W74/00—Wireless channel access
- H04W74/002—Transmission of channel access control information
- H04W74/006—Transmission of channel access control information in the downlink, i.e. towards the terminal
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W80/00—Wireless network protocols or protocol adaptations to wireless operation
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
- H04W88/02—Terminal devices
- H04W88/06—Terminal devices adapted for operation in multiple networks or having at least two operational modes, e.g. multi-mode terminals
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W92/00—Interfaces specially adapted for wireless communication networks
- H04W92/04—Interfaces between hierarchically different network devices
- H04W92/10—Interfaces between hierarchically different network devices between terminal device and access point, i.e. wireless air interface
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Communication Control (AREA)
Abstract
一种无线通信***,包括管理服务器、基站、以及多个网点终端,其中,基于例如误码率、分组差错率、分组重发的次数、基站和网点之间可发生的吞吐量/功耗这样的索引,动态地切换要应用的无线通信协议。
Description
技术领域
本发明涉及基站与网点(node)之间的无线通信协议的切换装置。
背景技术
以往的普通的无线通信***(移动通信***),如图1所示,包括移动通信交换机101;交换机102;位置信息登录服务器103;基站(BS)104、105;以及用户使用的便携式终端(网点)106、107。各网点通过无线线路与基站BS连接,各基站通过有线线路与移动通信交换机101连接。移动通信交换机101,经由交换机102与固定电话网连接,以便能够连接普通电话线路。此外,为了在对各网点来话时切换基站的切换(hand over)控制,而在移动通信交换机101上连接有位置信息登录服务器103。
在移动通信***中,为了降低基站之间和网点之间的电波干扰,在***设计中,确定蜂窝区域(cellular zone)和各基站、网点之间的无线通信协议变得尤为重要。此处,蜂窝区域是指每个基站的网点管理范围,与各基站、网点的发送功率和接收灵敏度存在密切的关系。一般地,各基站设置为与邻接基站之间的电波干扰最小。
在各蜂窝区域中,位于区域(cell:小区)内的多个网点,通过预定的无线通信协议与基站进行通信。在移动通信***中,采用了最适宜于各自的要求规格的特定的无线通信协议。当前,提出了用于各基站与多个网点进行无线通信的各种无线通信协议,而这些协议,各自存在优点和缺点。因此,在移动通信***的各种运转状况下,采用依照要求规格所确定的特定的无线通信协议,并不一定总能得到较高的效率(高吞吐量、低功耗)。
图3表示作为分组(packet)通信用的无线通信协议的代表的ALOHA方式、CSMA方式、TDMA方式的特征。
ALOHA方式,如图3的(A)所示,是在基站或者网点发生了呼叫时,立刻发送分组的多路访问(multiple access)分组通信模式。在ALOHA方式中,随着位于小区内的网点台数的增多,来自各网点的发送分组与其他网点的发送分组相冲突,发生分组丢失的概率变高,***整体的吞吐量减少。
CSMA方式,如图3的(B)所示,是在基站或者网点发生了呼叫时,通过载波侦听(carrier sense)控制,探测来自其他基站或者网点的发送状况,再确定能否发送的多路访问分组通信模式。因此,CSMA方式,存在分组丢失的概率低、***整体的吞吐量高这样的特征。另外,ALOHA方式,如果不考虑在发生分组丢失时用于分组重发的功耗,由于没有进行上述载波侦听控制,因此,功耗少于CSMA方式,各网点的电池寿命变长。因此,在小区内的网点台数少的情况下,从功耗的角度考虑,ALOHA方式比CSMA方式优异。反之,在网点台数多的情况下,分组丢失少的CSMA方式,优于ALOHA方式。
TDMA方式,如图3的(C)所示,是将基站与网点之间的通信期间(帧(frame)期间)划分成多个时隙,基站与各网点以预先分配的时隙发送分组的模式。对于TDMA方式而言,各网点为了在各自的分配时隙发送出信号,需要与基站的时刻同步,作为***整体要求较高的时刻精度,成为复杂的***结构。TDMA方式,虽然在理论上不发生由冲突造成的分组丢失,但需要用于在基站与各网点之间保持较高的时刻精度的控制信号的收发,因此,***整体的功耗变高。
以往,例如,在日本特开2002-64871号公报、日本特开2002-247049号公报中,提出了根据小区内的网点台数、噪声电平(noise level)、或者吞吐量等通信环境,切换为数据传输效率高的移动通信***的方案。
在仅以吞吐量评价通信环境时,将不需要考虑各网点的分组重发次数,即使分组发生冲突,只要通过分组重发最终成功发送,就不会给吞吐量带来影响。但是,如果发生分组重发,网点的功耗就会增加,因此,对于力图尽可能降低网点功耗的移动通信***而言,这种仅涉及吞吐量的评价是不适当的。而在以噪声电平评价通信环境时,阈值是难以确定的。此外,在基站与各网点中,将需要用于确认噪声电平的控制分组的收发,产生由控制分组的收发造成的功耗。
本发明的目的在于,提供一种能够在基站与网点装置(移动终端)之间选择性地应用适合于通信环境的无线通信协议的无线通信***。
本发明的其他目的在于,提供一种能够根据无线通信***的通信环境,切换要应用的无线通信协议的基站和网点装置(移动终端)。
发明内容
为了实现上述目的,在本发明中,根据以下所述的通信效率评价,选择要在基站与网点装置(移动终端)之间使用的无线通信协议。此处,定义算式(1)的Ef,作为评价无线通信***的效率的指标。
Ef=***整体的吞吐量/***整体的功耗…(1)
算式(1)的值Ef,在***整体的吞吐量较高,而且***整体的功耗较低的情况下,就成为较高的值。在本发明中,以各小区内的网点台数评价Ef值,作为表预先保存在管理服务器、基站、网点中的任一方,根据该表值,选择性地切换无线通信协议。作为能够近似地评价算式(1)的参数,例如有数据的重发次数、误码率(BER)、分组差错率(PER)等。因此,在实际的应用中,能够使用这些参数选择性地切换无线通信协议。
附图说明
图1是以往的无线通信***的概略图。
图2是本发明的无线通信***的概略图。
图3是用于比较ALOHA方式、CSMA方式、TDMA方式的特征的图。
图4是表示ALOHA方式、CSMA/CA方式、TDMA方式的***整体的功耗的比较结果的图。
图5是表示ALOHA方式、CSMA/CA方式、TDMA方式的***整体的吞吐量的比较结果的图。
图6是表示ALOHA方式、CSMA/CA方式、TDMA方式的***整体的吞吐量/***整体的功耗的比较结果的图。
图7是表示基于网点台数的协议切换表的1例的图。
图8是表示基于网点台数和单位功耗的信息传输量的协议切换表的1例的图。
图9是本发明所应用的网点装置的结构图。
图10是本发明所应用的基站的结构图。
图11是本发明所应用的管理服务器的结构图。
图12是表示以往的网点装置的基本的***动作的流程图。
图13是表示以往的基站的基本的***动作的流程图。
图14是表示本发明的网点装置的基本动作的1个实施例的流程图。
图15是表示本发明的网点装置的基本动作的其他实施例的流程图。
图16是表示本发明的基站的基本动作的1个实施例的流程图
图17是表示本发明的网点装置的基本动作的其他实施例的流程图。
图18是表示本发明的基站的基本动作的其他实施例的流程图。
图19是表示本发明的管理服务器的基本动作的1个实施例的流程图。
具体实施方式
以下,参照附图说明本发明的实施方式。
在本发明中,成为***的效率评价指标的算式(1)的值Ef,在***整体的吞吐量较高,而且***整体的功耗较低时,成为较高的值。该评价值Ef,例如,如传感器网这样,在需要降低功耗的***中变得尤其重要。
所谓传感器网,是通过配置多个包括传感器、电源、具有无线通信功能的小型网点而形成网络,将检测到的信息经由网络传输到管理***、互联网的Web站点的网络***的总称,被期待应用于建筑物监视器、环境监视器、保安、物流等领域。
此处,作为网点的电源,很多应用程序要求为电池、或者自行发电。例如,在作为电源使用了电池时,频繁地更换网点的电池将成为维护、运用上的问题。而且,在为自行发电时,多数情况下供给功率少,必须要是低功耗。尤其是对于占网点功耗较大比率的无线通信功能,低功耗是非常重要的。
另一方面,各网点需要将检测信息高效地无线传送到基站、网络。因此,对于各网点,有数据传送的高效化和低功耗这两个方面的要求,作为用于实现该要求的指标,在算式(1)中表现的、表示单位功耗的信息传输量的值Ef变得非常重要。在指标值Ef低的没有效率的***中,网点的电池寿命变得非常短,可适用的应用程序的范围变窄。即,在如传感器网这样的***中,构筑具有较高的指标值Ef的无线***变得尤为重要。
在本发明中作为可选择的无线通信协议,此处,对ALOHA方式、CSMA方式、TDMA方式进行比较。
将随基站管理的网点台数而变化的***整体的功耗的模拟结果表示为图4,将***整体的***吞吐量的模拟结果表示为图5。图6表示通过算式(1)进行评价时的模拟结果。根据图6的模拟结果,得知随着成为管理对象的网点台数的变化,***效率将发生变化。
算式(1)所示的指标值Ef,与基站管理的网点台数存在密切的关系。随着网点台数增加,分组的发送请求(Offered Load:提供的负载)与其成比例地增加,网点的分组丢失概率增加。因此,能够预先通过网点台数评价算式(1),预先使管理服务器、基站、网点中的任一者具有表示上述评价结果的表,根据该表所示的值选择无线通信协议。
算式(1)的指标值,例如,也可以置换为重发次数、BER、PER。如果各网点之间的相互干扰变大,则噪声功率变大,结果是BER、PER的值也将上升,因此,能够通过BER、PER来进行评价。此外,随着PER的增加,重发次数也增加,因此,也可以通过重发次数来进行评价。在这些评价中,可以考虑网点主导、基站主导、管理服务器主导这3种模式。重发次数、BER、PER,可以分别在网点和基站进行测量。而且,可以通过从基站向管理服务器传送重发次数、BER、PER,而在管理服务器中进行测量。因此,要应用的无线通信协议,网点、基站、管理服务器中的任一者都能成为主导者以进行变更。
但是,在比较ALOHA方式、CSMA方式、TDMA方式时,必须以基站为主导来进行向TDMA方式的切换。这是由于在为TDMA方式时,基站需要对各网点分配时隙,网点无法自主地切换协议的缘故。另一方面,向CSMA方式、ALOHA方式的切换,无论是网点还是基站的哪一者进行都是可以的。这是因为:CSMA方式与ALOHA方式的差异基本上在于是否进行载波侦听,例如,即使网点自主地切换协议,作为***整体也能够维持动作。以下,针对主导装置不同的3种无线通信协议的切换方法阐述实施方式。
实施例1
作为实施例1,对网点装置主导的无线通信协议的切换方式进行说明。此处,作为可切换的无线通信协议,准备作为***整体不需要多个网点装置一并进行切换的ALOHA和CSMA。ALOHA和CSMA是各网点装置无需接收来自基站的指示,就能独自地进行调度的方式。
图2所示的无线通信***,包括管理服务器201、多个基站(202、203)、以及网点(204、205、206)。来自各网点的发送数据,以无线被发送到基站,各基站将接收数据传输到管理服务器201。管理服务器201,将来自基站的接收数据传输到互联网上的Web站点。
在网点主导下切换无线通信协议时,任意的网点,作为要应用于与基站之间的通信的协议,只需选择ALOHA和CSMA中的任一者,以所选择的协议开始通信即可,因此,完全不存在由协议的切换造成的***开销(overhead)。
如果想要将算式(1)所示的指标值Ef直接应用于网点主导的协议切换,基站需要将涉及指标值Ef的信息通知给网点,使得各网点能够掌握指标值Ef。这是因为涉及***的吞吐量的信息是难以用单个网点掌握的信息。在这种情况下,在基站与网点之间发生由上述吞吐量信息通信造成的***开销,结果是产生指标值Ef变差这种不利情况。
因此,在实施例1中,需要有与算式(1)比较后能更简便地掌握周围的通信状况的参数。作为这样的参数,例如,可以考虑各网点的分组重发次数、通过载波侦听所侦测出的通信中的其他网点的侦测次数(忙(busy)侦测次数)等。分组的重发次数,是各网点能够独自计数的参数值。同样地,基于载波侦听的忙侦测次数,也是各网点能够独自测量的参数值,不需要来自基站的帮助。这些参数值,在基站也能够测量,因此,也可以在基站主导下进行协议的切换。
此处,对采用了在网点测量的分组重发次数,以作为算式(1)所示的单位功耗的吞吐量的评价尺度的情况进行说明。分组的重发次数,与分组丢失成正比。作为分组丢失的发生理由,可以考虑由网点与基站的距离离开的距离所造成的传输丢失,和由于从多个网点同时发送出的分组引发冲突而造成的丢失这两种。
前者的分组丢失,不依赖于存在于***的网点台数,因此,为一定的丢失概率,而后者的分组丢失,受制于存在于***的网点台数,时间性地发生变化。因此,通过监视分组重发次数的时间性变化,能够推测分组丢失的原因,例如,以ALOHA方式动作的网点,在侦测到由冲突造成的分组丢失的增加时,将协议切换为CSMA方式,从而能够改善***效率。
图9表示网点(204~206)的结构图。
网点,包括无线部901、无线通信协议选择部902、数据库部903、通信处理部904。无线部901,此时,通过无线通信协议选择部902所选择的无线通信协议,与基站进行数据的收发。在无线通信协议选择部902中,存储有用于通过ALOHA和CSMA选择性地使无线部901、通信处理部904动作的控制程序。通信处理部904,根据来自无线部901的接收信息、分组重发频度(在一定期间内的重发次数)、存储于数据库部903中的协议切换的条件等,向无线通信协议选择部902发出协议的切换(程序切换)指示。在数据库部903中,例如,存储有重发次数与协议的对应关系,例如,当分组重发频度超过阈值时,就从ALOHA切换为CSMA等的切换条件。通信处理部904,能够通过测量分组重发频度并参照数据库,来确定要应用的无线通信协议。
图12表示3小区反复排列的移动通信***的以往的网点的CSMA的基本动作的流程图。
网点在起动时进入待机状态(1201),每经过一定周期起动(1202)。在可使用的3信道的频率内,选择1个频率(1203),为了确认其他网点的发送状态而进行载波侦听,判断能否发送数据(1204)。在载波侦听的结果,判断为其他网点正在进行发送、处于忙状态时,在等待了随机的时间经过(1209)后,再次进行能否发送数据的判断(1204)。
在判断为不是其他网点正在进行发送时,通过无线进行数据发送(1205),等待对于发送分组的、来自基站的ACK分组的接收(1206)。当在预定时间内未能接收到ACK分组时,对分组重发次数进行计数,如果重发次数小于或等于预定的阈值N,则再次判断能否发送数据(1204)。当重发次数超过了预定的阈值N时,在步骤1203中切换应用频率,判断能否发送数据(1204)。当在预定时间内接收了ACK分组时,从网点向基站的数据发送已完成,因此,返回待机(1201)模式。
另外,网点的ALOHA方式的基本动作流程,为从上述图12除去基于载波侦听进行的能否发送数据的判断(1204)、和侦测出忙状态时的等待动作(1209)的动作流程。
接着,参照图14对本发明的实施例1的网点的基本动作进行说明。网点在起动时进入待机状态(1401),每经过一定周期起动(1402)。在3信道的频率内,选择1个频率(1403),为了确认其他网点的发送状态而进行载波侦听,判断能否发送数据(1404)。在载波侦听的结果为处于忙状态时,等待随机的时间经过(1409)。在本实施例中,在经过了随机时间时,对在忙状态下变成时间等待的次数进行计数(1410)后,再返回能否发送数据的判断步骤1404。
在判断为不是其他网点正在发送时,通过无线进行数据发送(1405),等待来自基站的ACK分组的接收(1406)。当在预定时间内未能接收到ACK分组时,对分组重发次数进行计数(1408),如果重发次数小于或等于预定的阈值N,则再次判断能否发送数据(1404)。当重发次数超过了预定的阈值N时,清空到目前为止所计数的载波侦听等待次数(1411),在步骤1403中切换使用频率,判断能否发送数据(1404)。
当接收了ACK分组时,从网点对基站的数据发送已完成,因此,变成待机(1401)模式。此时,通信处理部分别将数据发送的重发次数和载波侦听等待次数与预定的值进行比较(1412、1413),向无线通信协议选择部发出协议切换判断的指示(1414、1415)。
CSMA方式,与ALOHA方式比较,在各种各样的环境下吞吐量特性都大致良好。但是,ALOHA方式,由于不进行载波侦听控制,因此从功耗的角度考虑,***效率优于CSMA方式。在网点台数少的情况下,ALOHA方式与CSMA方式在吞吐量特性上不存在较大的差异,但随着网点台数增加,ALOHA方式的分组丢失变多,吞吐量下降。而且,伴随分组重发次数增加的功耗,可能会超过因为没有进行载波侦听而节约下来的功率。因此,在变成
基于载波侦听控制的功耗<基于分组重发的功耗时,从ALOHA方式切换为CSMA方式,能够改善***效率。反之,当在CSMA方式下处于通信中的通信环境得到改善,在ALOHA方式下发生的分组重发的功耗,也可能低于用于载波侦听控制的功耗。
基于载波侦听控制的功耗>基于分组重发的功耗
在该情况下,反过来,从CSMA方式切换为ALOHA,能够改善***效率。
因此,也可以是,为了实现这样的协议的切换,通信处理部704,从数据库部703读出计算所需要的参数,根据这些参数、和载波侦听次数、重发次数,计算基于上述载波侦听控制和分组重发的功耗,根据计算结果向无线通信协议选择部702发出协议切换的指示,无线通信协议选择部,从预先准备的CSMA用、ALOHA用的通信协议程序中,选择应对上述所指示的协议的程序。
图10表示基站(202、203)的结构图。基站包括无线部1001、无线通信协议选择部1002、通信处理部1004、数据库部1003、以及有线接口部1005。
图13表示基站的基本动作的流程。
基站平时处于接收状态(1301)。当从网点接收分组时(1302),基站为了判断接收是否成功,进行接收分组的CRC(CyclicRedundancy Check:循环冗余检验)检验(1303)。在发生了CRC差错时,废弃分组。如果不存在CRC差错,基站在对分组发送方网点发送了ACK分组(1304)后,通过有线接口,向管理服务器发送接收数据(1305)。当在网点主导下切换适用协议(ALOHA方式和CSMA方式)时,不需要在基站切换协议。
图11表示管理服务器201的结构。
管理服务器包括有线接口部1101和数据库部1103。管理服务器,当经由有线接口部1101从基站接收数据时,将接收数据存储到数据库部1003,或者,经由网络发送到所连接的其他装置。
如本实施例这样,当在网点主导下切换无线通信协议时,可应用的协议,限于ALOHA方式、CSMA方式这样的、网点能自主地切换的协议。
在以上的说明中,作为协议的切换判断的指标,利用了分组的重发次数,不过,只要是能够直接、间接地推定单位功耗的信息传输量、在基站管理下的网点数的参数,例如RSSI(Receive Signal StrengthIndicator)、BER(Bit Error Rate)、PER(Packet Error Rate)、发送成功次数与发送失败次数的比等,就能够采用分组的重发次数以外的指标。BER、PER的值,通过基于物理层的无线通信方式的计算式来计算。
实施例2
接着,作为实施例2,对基站主导的协议切换进行说明。在基站主导下切换协议时,可适用的协议的种类增加。例如,可以将如TDMA方式、BTMA模式、ISMA模式这样的、各网点按照来自基站的指示或者同步信息进行分组发送的无线通信协议加入到选择对象中。
在这种情况下,当进行协议切换时,需要从基站向各网点指示协议切换,与此对应,虽然会发生***开销,但作为***整体,能实现高度的控制。这是因为在基站主导的情况下,能够处理***整体的统计信息的缘故。
本实施例的基站,与实施例1相同,与图10所示,包括无线部1001、无线通信协议选择部1002、数据库部1003、通信处理部1004、以及有线接口部1005。无线部1001,按照从与无线通信协议选择部102具有的各无线通信协议对应的程序中、当前所选择的无线通信协议的程序,进行数据的收发。
在无线通信协议选择部1002中,准备有用于以不同的无线通信协议选择性地使无线部1001、通信处理部1004动作的多个协议程序。通信处理部1004,根据接收信息、管理下的网点的数量、以及存储于数据库部1003的协议切换的条件等,向无线通信协议选择部1002发出协议的切换(程序切换)指示。数据库部1003,存储有无线通信协议的切换条件等,通信处理部1004,通过参照数据库部1003,能够确定要应用的协议。
将表示本实施中网点的基本动作的流程图表示为图15,将表示基站的基本动作的流程图表示为图16。
各网点如图15所示,从待机状态(1501),每经过一定周期起动(1502)。在可使用的3信道的频率内,选择1个频率(1503),尝试基站发送的引导信号的接收(1504)。当接收引导信号时,选择接收引导信号指示的协议(1505),发送数据(1506),关闭电源(1507),再次返回待机状态。
此处,数据发送(1506),依照所选择的协议执行。基站作为谋求无线通信协议的效率的尺度,可以利用算式(1)所示的单位功耗的信息传输量。
图6以基站正在进行管理的网点的台数为横轴,以算式(1)的指标值Ef为纵轴,示出ALOHA(601)、CSMA(602)、TDMA(603)的信息传输效率的模拟结果。能够根据该评价结果,确定对应于位于基站管理下的网点的台数的最佳的无线通信协议、和成为协议切换阈值的网点台数,生成协议切换表。
将协议切换表的1例表示为图7、图8。
图7表示用于依照网点台数切换应用协议的表。该协议切换表表示以下内容,即:根据图6的模拟结果,在网点台数小于或等于1000台的范围内,当网点台数为0~250台时,应选择ALOHA方式;当网点台数为250~550台时,应选择CSMA方式;当网点台数为550~1000台时,应选择TDMA方式。
图8表示用于依照当前正在应用的协议、网点台数、以及单位功耗的吞吐量指标Ef来切换无线通信协议的表。该表表示以下内容,即:根据图6的模拟结果,在网点台数小于或等于1000台的范围内,在当前正在应用的协议为ALOHA方式的情况下,当网点台数为0~250台,Ef值为1.85E-4~1.7E-4时,维持ALOHA方式;当网点台数为250~550台,Ef值为1.7E-4~1.5E-4时,应切换为CSMA方式;当网点台数为550~1000台,Ef值小于或等于1.5E-4时,应切换为TDMA方式。同样地,对于当前正在应用的协议为CSMA方式的情况、和为TDMA方式的情况,也是根据网点台数和Ef值来指定要选择的无线通信协议。因此,能够通过参照上述表,对当前正在使用的协议判断是否要切换成其他的协议,和要选择的协议。
基站,在通信处理部1004中,为了掌握在管理下的网点台数,将从各网点通知的终端ID存储到数据库部1003。在数据库部1003中,预先保存有图7所示的协议切换表。通信处理部1004,根据从终端ID判断出的网点数,从上述协议切换表中,确定要应用于与网点的通信的最佳的无线通信协议。
通信处理部1004,向无线通信协议选择部1002通知已确定的无线通信协议。从基站至各网点的协议切换指示,例如,只需在网点对基站进行存取时,在要回信的ACK分组中设定指示协议的切换的信息即可。接收了ACK分组的各网点,在通信处理部904中分析协议切换指示,向无线通信协议选择部902发出切换指示,以选择与来自基站的指示对应的协议。
在TDMA方式中,基站始终发送同步所需的Pilot信号。因此,在将正在应用的协议切换为TDMA方式时,将基站的动作切换为发送pilot(引导)信号的TDMA方式,各网点接收上述Pilot信号后建立同步,之后,与基站同步地进行分组的收发。另外,管理服务器201,与实施例1同样,对于本实施例不需要执行特别的动作。
作为用于直接、间接地推定单位功耗的信息传输量、在基站管理下的网点数的其他的评价方法,还存在以下这样的方法。另外,在以下的说明中,为了判断协议的切换而进行的侦测动作与评价方法存在差异,但从基站向各网点发出的协议的切换指示,只需与上述同样地进行即可。
基站,在通信处理部802中,根据来自各网点的接收分组,取得表示网点的分组发送次数(也包括重发次数)和分组接收次数、基站的接收分组的总和的数据,以此为基础,实时地计算算式(1)所示的网点整体的功耗和网点整体的吞吐量。例如,可以是
所有网点的吞吐量=基站的接收分组的总和/∑发送次数
所有网点的功耗=发送功率×∑发送次数+接收功率×∑接收次数
基站,根据算式(1)的值Ef、和自己正在管理的网点台数,按照预先保存在数据库1003中的图8所示的表,判断要应用的无线通信协议。在变成需要进行协议切换时,通过引导信号、ACK分组,将对已选择的无线通信协议的切换指示通知给各网点。此时,在基站的通信处理部1002中,取得各种参数(发送次数、接收次数),存储到数据库部1003。
接着,对基站根据BER切换无线通信协议的例子进行说明。在通信处理部1002中,根据从接收分组数据中所抽取的各网点的发送功率、和从RF部1001取得的基站的无线信号接收电平的值求出S/N比。BER的计算式,根据算式(2)按每种通信模式预先导出。通信处理部1002,根据该计算式求出BER的值,在BER超过预先确定的阈值时,选择最佳的无线通信协议,向无线通信协议选择部1004和各网点指示协议的切换。
接着,对使用PER进行评价时的例子进行说明。
在根据PER切换无线通信协议时,PER可以从BER与分组长度求得。因此,预先导出PER的计算式,通信处理部1002,与上述BER的情况同样地,根据从网点的接收分组数据中所抽取的各网点的发送功率,和从RF部1001取得的基站的信号接收电平值,计算信号功率对噪声功率的比(S/N),能够求出PER的值。通信处理部1002,在PER的值变成大于或等于预先确定的阈值时,选择无线通信协议,向无线通信协议选择部1004和各网点指示协议的切换。
实施例3
接着,作为本发明的实施例3,对管理服务器主导下切换无线通信协议的情况进行说明。当在管理服务器的主导下进行无线通信协议的切换时,可以减轻基站的负荷。将本实施例中的网点、基站、管理服务器的基本动作的流程图表示为图17、图18、图19。
基站,在通信处理部1002中,取得表示各网点的分组发送次数(也包括重发次数)和分组接收次数、基站的接收分组的总和的数据,通过接口部1005,向管理服务器通知这些数据。管理服务器,通过接口部1101接收这些数据,在通信处理部1102中,以接收数据为基础,实时地计算算式(1)所示的网点整体的功耗和网点整体的吞吐量。例如,可以是
所有网点的吞吐量=已接收的分组的总和/∑发送次数
所有网点的功耗=发送功率×∑发送次数+接收功率×∑接收次数
从算式(1)的值和基站进行管理的网点台数,根据图6所示的结果来切换无线通信协议。与实施例2同样地,管理服务器,预先将图6的结果以表的形式保存在数据库部1103中。然后,经由接口部1101作为通知信号向基站通知已选择的无线通信协议。
基站,在经由接口部1005接收无线通信协议通知时,由无线通信协议选择部1002选择对应于上述无线通信协议的程序,起动该程序而切换无线通信协议。而且,通过与实施例2同样的方法,向各网点通知协议的切换。
另外,作为用于直接、间接地推定单位功耗的信息传输量、基站管理下的网点数的评价方法,例如,也可以使用基站与网点之间的BER(Bit Error Rate)或PER(Packet Error Rate)。
工业上的可利用性
本发明的无线通信***,通过根据通信环境的变化来动态地切换无线通信协议,能够实现***吞吐量高和功耗低的无线通信。
Claims (18)
1.一种无线通信***,包括能够使用多个无线通信协议与基站之间进行通信的多个网点装置、和与该多个网点装置进行通信的基站,其特征在于:
上述网点装置与基站,使用根据该网点装置与该基站之间的通信效率的评价所选择的无线通信协议进行通信。
2.根据权利要求1所述的无线通信***,其特征在于:
上述网点装置,基于发送分组的重发次数,评价上述通信效率。
3.根据权利要求1所述的无线通信***,其特征在于:
上述基站,基于在该基站管理下的网点装置的台数,评价上述通信效率。
4.根据权利要求1所述的无线通信***,其特征在于:
上述基站,使用在该基站管理下的上述多个网点装置的分组发送次数和该网点装置发送出的分组的接收次数,评价上述通信效率。
5.根据权利要求1所述的无线通信***,其特征在于:
上述基站,基于从上述多个网点装置接收的分组的差错率,评价上述通信效率。
6.根据权利要求1所述的无线通信***,其特征在于:
还包括与上述基站连接的管理服务器,该管理服务器,基于在该基站管理下的多个网点装置的分组发送次数、与上述基站的来自网点装置的分组的接收次数的组合,或者根据在上述基站中从上述多个网点装置接收的分组的差错率,评价上述通信效率。
7.根据权利要求1所述的无线通信***,其特征在于:
上述通信效率,为上述网点装置中用于通信的单位功耗的信息传输量。
8.一种网点装置,选择性地应用多个无线通信协议与基站进行通信,其特征在于:
包括无线部、通信处理部、以及无线通信协议选择部,使用基于与上述基站之间的通信效率的评价所选择的无线通信协议,控制从上述无线部至上述基站的分组发送。
9.根据权利要求8所述的网点装置,其特征在于:
上述通信处理部,侦测发送分组的重发次数,上述无线通信协议选择部,基于上述侦测出的重发次数评价上述通信效率,选择将要使用的无线通信协议。
10.根据权利要求8所述的网点装置,其特征在于:
上述无线通信协议选择部,基于从上述基站接收到的无线通信协议切换信息,选择无线通信协议。
11.根据权利要求8所述的网点装置,其特征在于:
上述通信效率,为该网点装置中用于通信的单位功耗的信息传输量。
12.一种无线基站,选择性地应用多个无线通信协议与多个网点装置进行通信,其特征在于:
包括无线部、通信处理部、以及无线通信协议选择部,上述无线部,使用基于与上述网点装置之间的通信效率的评价所选择的无线通信协议,进行从上述网点装置的分组接收。
13.根据权利要求12所述的基站,其特征在于:
包括数据库部,在该数据库部中,存储将在该基站管理下的网点装置的台数与要应用的无线通信协议进行了对应的上述通信效率的评价用的表,
上述通信处理部,侦测在该基站的管理下的网点装置的台数,基于上述表和上述侦测出的网点装置的台数选择无线通信协议,向上述无线通信协议选择部指示协议的切换。
14.根据权利要求12所述的基站,其特征在于:
包括数据库部,在该数据库部中存储将通信效率与要应用的无线通信协议进行了对应的表,上述无线通信协议选择部,参照上述表,基于上述通信效率的评价进行上述无线通信协议的选择。
15.根据权利要求14所述的基站,其特征在于:
上述通信处理部,基于该基站中来自上述多个网点装置的分组接收次数、和从上述多个网点装置通知的来自该多个网点装置的分组发送次数,评价上述通信效率。
16.根据权利要求12所述的基站,其特征在于:
包括用于与管理服务器进行通信的通信接口,经由该通信接口,将在该基站管理下的网点装置的台数或者该基站中来自上述多个网点装置的分组接收次数、和从上述多个网点装置通知的来自该多个网点装置的分组发送次数通知给上述管理服务器,基于从上述管理服务器通知的无线通信协议切换信息,选择无线通信协议。
17.根据权利要求12所述的基站,其特征在于:
将上述所选择的无线通信协议的信息作为无线通信协议切换信息向上述多个网点装置发送。
18.根据权利要求12所述的基站,其特征在于:
上述通信效率,为该网点装置中用于通信的单位功耗的信息传输量。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2004/002822 WO2005086373A1 (ja) | 2004-03-05 | 2004-03-05 | プロトコル切替え可能な無線通信システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN1902843A true CN1902843A (zh) | 2007-01-24 |
Family
ID=34917835
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CNA200480039291XA Pending CN1902843A (zh) | 2004-03-05 | 2004-03-05 | 可切换协议的无线通信*** |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20070286102A1 (zh) |
EP (1) | EP1724947A1 (zh) |
JP (1) | JPWO2005086373A1 (zh) |
CN (1) | CN1902843A (zh) |
WO (1) | WO2005086373A1 (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102415024A (zh) * | 2009-04-27 | 2012-04-11 | 高通股份有限公司 | 多媒体广播转发***和方法 |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8315274B2 (en) * | 2006-03-29 | 2012-11-20 | Honeywell International Inc. | System and method for supporting synchronous system communications and operations |
TWI323412B (en) * | 2006-06-06 | 2010-04-11 | Realtek Semiconductor Corp | Data aggregation-distribution apparatus, data transmission system and method thereof |
EP1936853B1 (en) * | 2006-12-20 | 2018-11-21 | Panasonic Intellectual Property Corporation of America | Avoidance of feedback collision in mobile communications |
CN101578906A (zh) * | 2007-01-05 | 2009-11-11 | 交互数字技术公司 | 随机接入信道中的回退机制 |
ATE447797T1 (de) * | 2007-11-23 | 2009-11-15 | Alcatel Lucent | Adaptive leistungssteuerung für edch |
US8265041B2 (en) * | 2008-04-18 | 2012-09-11 | Smsc Holdings S.A.R.L. | Wireless communications systems and channel-switching method |
KR101543800B1 (ko) * | 2009-09-04 | 2015-08-12 | 엘지전자 주식회사 | 무선 네트워크에서 데이터 통신 방법 및 장치 |
EP2216910B1 (en) * | 2009-02-04 | 2014-10-08 | Alcatel Lucent | Method and equipment for configuring radio communications |
KR101625930B1 (ko) * | 2009-10-30 | 2016-06-01 | 삼성전자 주식회사 | 모바일 단말기 및 그 통신방법 |
US9312976B2 (en) * | 2011-11-07 | 2016-04-12 | Empire Technology Development Llc | TDMA-based self-adaptive channel switching |
JP5720617B2 (ja) * | 2012-04-18 | 2015-05-20 | 横河電機株式会社 | 管理装置及び通信システム |
US9172517B2 (en) * | 2013-06-04 | 2015-10-27 | Texas Instruments Incorporated | Network power optimization via white lists |
JP6009025B1 (ja) * | 2015-03-27 | 2016-10-19 | アンリツ株式会社 | 通信障害監視装置、通信障害監視方法及び通信システム |
JP2016208315A (ja) * | 2015-04-23 | 2016-12-08 | 富士通株式会社 | 通信装置、通信処理方法、および、通信プログラム |
PL3406034T3 (pl) | 2016-01-20 | 2020-01-31 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Sposoby, system i urządzenie użytkownika sieci komunikacji bezprzewodowej do określania warunków transmisji dla przepływu mediów w czasie rzeczywistym |
US11109309B2 (en) * | 2019-03-29 | 2021-08-31 | Blackberry Limited | Systems and methods for establishing short-range communication links between asset tracking devices |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2746183B2 (ja) * | 1995-04-04 | 1998-04-28 | 日本電気株式会社 | 多重アクセス方法 |
JPH11289575A (ja) * | 1998-04-01 | 1999-10-19 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 無線アクセス制御方法 |
JP3464762B2 (ja) * | 1998-08-26 | 2003-11-10 | 日本電信電話株式会社 | 無線回線アクセス制御方法及び無線送信装置 |
JP3821636B2 (ja) * | 2000-08-21 | 2006-09-13 | 松下電器産業株式会社 | 通信端末装置、基地局装置および無線通信方法 |
JP3465043B2 (ja) * | 2000-08-22 | 2003-11-10 | 独立行政法人通信総合研究所 | 移動体通信システム、その基地局、移動端末、制御局、これらの制御方法、ならびに、情報記録媒体 |
JP2002185458A (ja) * | 2000-12-13 | 2002-06-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 無線lanシステムおよび端末 |
US6804532B1 (en) * | 2000-12-22 | 2004-10-12 | Cisco Technology, Inc. | System and method for re-routing communications based on wireless communication link quality |
US7570614B2 (en) * | 2001-01-25 | 2009-08-04 | Bandspeed, Inc. | Approach for managing communications channels based on performance |
US6801777B2 (en) * | 2001-11-27 | 2004-10-05 | Intel Corporation | Device and method for intelligent wireless communication selection |
US6944147B2 (en) * | 2001-12-10 | 2005-09-13 | Nortel Networks Limited | System and method for maximizing capacity in a telecommunications system |
JP3614133B2 (ja) * | 2001-12-27 | 2005-01-26 | 日本電気株式会社 | 無線基地局装置、無線通信システム、及び通信制御方法 |
KR100403728B1 (ko) * | 2002-01-14 | 2003-10-30 | 삼성전자주식회사 | 이동 통신 시스템에서 외부 루프 전력 제어 장치 및 그제어 방법 |
US7336602B2 (en) * | 2002-01-29 | 2008-02-26 | Intel Corporation | Apparatus and method for wireless/wired communications interface |
JP4066755B2 (ja) * | 2002-09-17 | 2008-03-26 | 富士ゼロックス株式会社 | 無線通信データ処理装置および無線通信方式選択方法 |
US7155655B2 (en) * | 2003-07-22 | 2006-12-26 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Adaptive hybrid ARQ algorithms |
-
2004
- 2004-03-05 JP JP2006510584A patent/JPWO2005086373A1/ja active Pending
- 2004-03-05 WO PCT/JP2004/002822 patent/WO2005086373A1/ja active Application Filing
- 2004-03-05 US US10/587,181 patent/US20070286102A1/en not_active Abandoned
- 2004-03-05 EP EP04717831A patent/EP1724947A1/en not_active Withdrawn
- 2004-03-05 CN CNA200480039291XA patent/CN1902843A/zh active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9083474B2 (en) | 2008-04-25 | 2015-07-14 | Qualcomm Incorporated | Multimedia broadcast forwarding systems and methods |
CN102415024A (zh) * | 2009-04-27 | 2012-04-11 | 高通股份有限公司 | 多媒体广播转发***和方法 |
CN102415024B (zh) * | 2009-04-27 | 2015-07-08 | 高通股份有限公司 | 多媒体广播转发***和方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1724947A1 (en) | 2006-11-22 |
US20070286102A1 (en) | 2007-12-13 |
WO2005086373A1 (ja) | 2005-09-15 |
JPWO2005086373A1 (ja) | 2008-01-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1902843A (zh) | 可切换协议的无线通信*** | |
Di Francesco et al. | Reliability and energy-efficiency in IEEE 802.15. 4/ZigBee sensor networks: An adaptive and cross-layer approach | |
Zhu et al. | Toward practical MAC design for underwater acoustic networks | |
CN101136674B (zh) | 无线网络、接入点及其管理多个无线设备的通信的方法 | |
CN1310542C (zh) | 基站、移动站、通信***、发送控制方法以及移动站控制程序 | |
CN1510948A (zh) | 无线电资源管理方法及其管理设备、基站以及终端 | |
CN1771676A (zh) | 通过改进的服务质量度量在无线网络中的改进的垂直漫游 | |
CN1951066A (zh) | 自组织网格连网技术 | |
CN1947379A (zh) | 分布式网络中的自适应信标周期 | |
CN104780510A (zh) | 用于无线网络集群发现和并发管理的方法、装置和计算机程序产品 | |
CN1292188A (zh) | 用于多信道传输的动态帧长设置 | |
CN1520067A (zh) | 信道决定方法及其使用的无线电台站和终端设备 | |
CN1771746A (zh) | 无线网络中服务质量的区分 | |
CN101114861A (zh) | 无线通信网络、无线通信协议及控制多级传输功率的方法 | |
CN1860806A (zh) | 增强的被动扫描 | |
CN1647418A (zh) | 在超宽带***中使用次速率时隙的方法 | |
CN104094652A (zh) | 用于管理无线通信***中竞争的***和方法 | |
CN1819701A (zh) | 通信***中用于分配资源的*** | |
JP5462410B2 (ja) | ワイヤレスセンサネットワークにアクセスするための方法および装置 | |
Lin et al. | Energy‐efficient two‐hop extension protocol for wireless body area networks | |
CN102210167A (zh) | 利用能量检测测量序列的蓝牙频谱感测 | |
CN102869083A (zh) | 信道转换时参数配置的方法及基站和无线网络控制器 | |
CN102149174B (zh) | 一种mtc***的机器业务数据上传方法和*** | |
Romaszko et al. | Quorum systems towards an asynchronous communication in cognitive radio networks | |
CN102186201B (zh) | 一种ue及其检测pdcch的方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20070124 |