JP2006129044A - 無線パケット制御方法、アクセスポイントおよび端末 - Google Patents

Abstract

【課題】 １つのアクセスポイントと複数の端末との間で無線パケットの双方向通信を行う無線ネットワークシステムにおいて、スループットを向上させるとともに遅延時間を改善し、アップリンクとダウンリンクの送信機会を均等にする。
【解決手段】 アクセスポイントは、複数の端末にそれぞれ対応した複数の送信バッファを有し、各送信バッファから対応する端末宛てのパケットを送信するためのチャネルアクセスの動作をそれぞれ独立に行う。また、端末は、次に送信が予定されているパケットのサイズまたは有無の情報（次パケット情報）をパケットに付加して送信し、アクセスポイントは、端末から送信されたパケットを受信したときに当該端末の次パケット情報を抽出して登録するとともに、端末宛てのパケットを送信するときに当該送信バッファの次パケット情報を登録して管理する。
【選択図】 図７

Description

本発明は、アクセスポイントと複数の端末との間でランダムアクセスにより無線パケット通信を行う無線パケット制御方法、アクセスポイントおよび端末に関する。

無線パケット通信における輻輳制御では、端末から基地局へのアップリンクチャネルのトラヒックを基地局で測定し、トラヒックに応じた制御パラメータを端末に通知するＩＣＭＡ方式がある（非特許文献１）。このＩＣＭＡ方式では、次の手順により輻輳制御を行う。

基地局はアップリンクチャネルの状態を観測し、そのチャネルの状態を示すアイドル信号またはビジー信号をダウンリンクで端末に通知する。端末は、ビジー信号を受信した場合、アイドル信号を受信するまでパケットの送信を控える。端末はこの制御を行う際に、パケット送信を控える送信待機制限ｐと、パケット発生時に送信パケットを削減するための送信制限ｑの２つのパラメータを用いている。基地局は、トラヒックに応じた最適なｐ，ｑのコントロールテーブルを保持し、測定されたトラヒックに応じたｐ，ｑのパラメータを通知する。

無線パケット通信における別な輻輳制御では、端末から基地局へのアップリンクチャネルのパケット不成功率を基地局で測定し、そのパケット不成功率に応じた制御パラメータを端末に通知するＳＬＯＴＴＥＤ ＡＬＯＨＡ方式およびＩＣＭＡ／ＣＤ方式がある（非特許文献２）。この方式では、パケット不成功率特性を基に、得られるスループットが最大になるパケット不成功率の閾値を設ける。基地局は、測定されたパケット不成功率とその閾値との関係により、端末の送信制限となるパラメータを通知する。

また、無線パケット通信におけるアクセス制御には、ＣＳＭＡ／ＣＡ with ＡＣＫ方式がある（非特許文献３）。この方式は、送信端末が送信を開始する前に、ある期間（ＤＩＦＳ）でキャリアセンスを行う。チャネルがビジーであればアイドルになるまで待ち、その後に再びＤＩＦＳの期間でキャリアセンスを行う。ＤＩＦＳの期間に渡ってチャネルがアイドルになった後に、ＣＷ（Contention Window)の範囲内で乱数を発生させ、その乱数値をもとにしたランダム時間（バックオフ時間）を設定し、チャネルがアイドルであればバックオフ時間をタイムスロット単位で減算していき、最後に０になったときにパケットを送信するバックオフ制御を行う。これにより、送信端末間の送信機会の均等化を図っている。パケットを受信した宛先端末は送信端末に対してＡＣＫを送信し、送信端末はＡＣＫを受信することによりパケット送信成功と判断し、所定時間内にＡＣＫを受信しない場合にパケット衝突と判断して再送処理を行う。なお、再送ごとにバックオフ制御のＣＷの範囲を２倍にする２進指数バックオフにより、再衝突する確率の低減を図っている。

無線パケット通信において複数のバッファを利用したアクセス制御には、ＥＤＣＡ（Enhanced Distributed Channel Access)方式がある（非特許文献３）。この方式では、パケットの優先度に応じた複数のバッファを用意し、優先度の高いパケットを優先的に送信させるようになっている。なお、各バッファはそれぞれ独立に優先機能付ＤＣＦ(Distributed Coordination Function) が動作し、内部衝突が発生した場合には優先度の高いパケットが送信される。
H.Kayama,T.Hattori,H.Yoshida,"Adaptive control for random access traffic in mobile radio systems",IEEE Trans on Vehicular Technology, vol.42,no.1,pp.87-93,Feb.1993 H.Yoshino,"An Adaptive Congestion Control for Random Accesss Channels in Mobile Communication Systems",IEICE Trans on Communications, vol.E86-B,no.2,pp.732-742,Feb.2003 Anders Lindgren,Andreas Almquist,and Olov Schelen,"Quality of Service schemes for IEEE 802.11 wireless LANs-an evaluation",In Special Issue of the Journal on Special Topics in Mobile Networking and Applications (MONET) on Performance Evaluation of Qos Architectures in Mobile Networks,8(3):223-235,June 2003

１つのアクセスポイントと複数の端末が存在し、同一無線チャネルをアップリンクとダウンリンクで共用する無線ネットワークシステムにおいて、従来の無線パケット通信における輻輳制御では次のような課題がある。まず、各方式の特性を予め把握する必要がある。さらに、端末の状態や端末内に存在する未送信パケットを考慮する必要がある。双方向で無線チャネルを共有する通信に対応させる必要がある。

また、従来のＣＳＭＡ／ＣＡ with ＡＣＫ方式によるアクセス制御は、無線ＬＡＮなどで広く使われているが、輻輳時の制御は行われていないために、輻輳時に特にダウンリンクのスループットが著しく低下し、さらに遅延時間が急増する問題がある。従来のＥＤＣＡ方式によるアクセス制御は、優先制御を行うための方式であり、アップリンクとダウンリンクの送信機会の差異は改善されていない。

本発明は、アクセスポイントと複数の端末との間で同一無線チャネルをアップリンクとダウンリンクで共用し、ランダムアクセスにより無線パケット通信を行う無線ネットワークシステムにおいて、スループットを向上させるとともに遅延時間を改善し、アップリンクとダウンリンクの送信機会を均等にすることができる無線パケット制御方法、アクセスポイントおよび端末を提供することを目的とする。

本発明は、１つのアクセスポイントと複数の端末との間で無線パケットの双方向通信を行う無線ネットワークシステムの無線パケット制御方法において、アクセスポイントは、複数の端末にそれぞれ対応した複数の送信バッファを有し、各送信バッファから対応する端末宛てのパケットを送信するためのチャネルアクセスの動作をそれぞれ独立に行う。

これにより、輻輳時にアクセスポイントから各端末に対するパケットの送信を分散することができ、送信回数を増加させることができる。

また、端末は、次に送信が予定されているパケットのサイズまたは有無の情報（次パケット情報）をパケットに付加して送信し、アクセスポイントは、端末から送信されたパケットを受信したときに当該端末の次パケット情報を抽出して登録するとともに、端末宛てのパケットを送信するときに当該送信バッファの次パケット情報を登録して管理する。

これにより、アクセスポイントに登録された各端末および各送信バッファの次パケット情報を用い、無線ネットワークのアップリンクおよびダウンリンクの混雑度を把握することができる。

また、アクセスポイントは、端末から送信されたパケットを受信したときに、各端末の次パケット情報および各送信バッファの次パケット情報のうち、パケットを送信した端末の次パケット情報以外の次パケット情報に基づいて、当該端末が次のパケットを送信するまでの待機時間を示すリリース遅延を算出し、当該パケットに対する受信応答信号に算出したリリース遅延を付加して送信し、パケットを送信した端末は、リリース遅延を付加した受信応答信号を受信したときに、リリース遅延の期間のパケット送信を控える制御を行う。

これにより、アップリンクで送信した端末に対して、アップリンクおよびダウンリンクの混雑度に応じて算出されたリリース遅延の期間のパケット送信を控える制御を行い、他の端末およびアクセスポイントに対して送信権を与え、パケット送信を分散させることができる。

また、アクセスポイントは、端末宛てのパケットを送信し、当該端末から送信された受信応答信号を受信したときに、各端末の次パケット情報および各送信バッファの次パケット情報のうち、パケットを送信した送信バッファの次パケット情報以外の次パケット情報に基づいて、当該送信バッファが次のパケットを送信するまでの待機時間を示すリリース遅延を算出し、このリリース遅延の期間における当該送信バッファからのパケット送信を控える制御を行う。

これにより、端末にパケットを送信したアクセスポイントの送信バッファに対して、アップリンクおよびダウンリンクの混雑度に応じて算出されたリリース遅延の期間のパケット送信を控える制御を行い、他の端末に対する送信バッファおよび各端末に対して送信権を与え、パケット送信を分散させることができる。

また、各端末に対するリリース遅延およびアクセスポイントの各送信バッファに対するリリース遅延を組み合わせることにより、各端末および各送信バッファに均等に送信権を与えることができ、アップリンクおよびダウンリンクの送信機会を等しくすることができる。

本発明は、１つのアクセスポイントと複数の端末との間で無線パケットの双方向通信を行う無線ネットワークシステムのアクセスポイントにおいて、複数の端末に送信する送信パケットをそれぞれ格納する送信バッファと、端末から送信されたパケットを受信し、その受信パケットから次パケット情報を抽出する次パケット情報抽出部と、受信パケットから抽出された次パケット情報および送信バッファから送信されたパケットの次パケット情報を管理する次パケット情報管理部と、受信パケットの受信により、次パケット情報管理部で管理されている次パケット情報に基づいて端末に設定するリリース遅延を設定し、また受信応答信号の受信により、次パケット情報管理部で管理されている次パケット情報に基づいてアクセスポイントに設定するリリース遅延を算出するリリース遅延算出部と、受信パケットに対する受信応答信号に、リリース遅延算出部で算出された端末に設定するリリース遅延を付加する受信応答信号生成部と、キャリアセンス、受信応答信号の送信、送信バッファごとにパケットの送信およびリリース遅延算出部で算出されたアクセスポイントに設定するリリース遅延に基づいてリリース遅延管理を行う送信制御部とを備える。

本発明は、１つのアクセスポイントと複数の端末との間で無線パケットの双方向通信を行う無線ネットワークシステムの端末において、アクセスポイントに送信するパケットを格納する送信バッファと、送信バッファから送信されたパケットの次パケット情報を管理する次パケット情報管理部と、アクセスポイントに送信されたパケットに対して、アクセスポイントが端末に設定するリリース遅延を付加した受信応答信号を送信し、その受信応答信号から端末に設定するリリース遅延を抽出するリリース遅延抽出部と、端末から送信されたパケットに対する受信応答信号を生成する受信応答信号生成部と、キャリアセンス、アクセスポイントに対する受信応答信号の送信、次パケット情報管理部から得られる次パケット情報を付加したパケットの送信およびリリース遅延抽出部で抽出されたリリース遅延に基づいてリリース遅延管理を行う送信制御部とを備える。

本発明は、１つのアクセスポイントと複数の端末との間で無線パケットの双方向通信を行う無線ネットワークシステムにおいて、輻輳状態時に、各端末からアクセスポイントへのパケット送信およびアクセスポイントから各端末へのパケット送信を１つずつ順番に行うことができる。これにより、衝突発生を軽減することができ、スループットの向上および遅延時間の改善を図ることができ、さらにアップリンクとダウンリンクの送信機会を均等にすることができる。

（無線ネットワークシステム、アクセスポイント、端末の構成例）
図１は、本発明の無線パケット制御方法が適用される無線ネットワークシステム、アクセスポイントおよび端末の構成例を示す。図１(1) は無線ネットワークシステムの構成例、図１(2) はアクセスポイントの構成例、図１(3) は端末の構成例を示す。

図１(1) において、アクセスポイント（ＡＰ）１０が形成する無線ゾーン内に複数の端末２０−１，２０−２が配置され、アクセスポイント１０と複数の端末２０−１，２０−２との間で、本発明の無線パケット制御方法による無線パケットのアクセス制御および輻輳制御が行われる。

図１(2) において、アクセスポイント（ＡＰ）１０は、アンテナ１１と、アンテナ１１に接続される送受信部（ＴＲＸ）１２と、送受信部１２に順次接続されるベースバンド処理部（ＢＢ）１３、制御部１４およびインタフェース部（Ｉ／Ｆ）１５とにより構成される。図１(3) において、端末２０は、アンテナ２１と、アンテナ２１に接続される送受信部（ＴＲＸ）２２と、送受信部２２に順次接続されるベースバンド処理部（ＢＢ）２３、制御部２４およびインタフェース部（Ｉ／Ｆ）２５と、インタフェース部２５とＵＳＢ、赤外線通信ポート、ブルートゥース、ＰＣＭＣＩＡ（Personal Computer Memory Card International Association)等のインタフェース手段を介して接続されるパーソナルコンピュータ（ＰＣ）２６により構成される。

（アクセスポイント１０の制御部１４の構成例）
図２は、アクセスポイント１０の制御部１４の構成例を示す。図において、制御部１４は、複数の端末２０−１，２０−２に送信する送信パケットをそれぞれ格納する送信バッファ４１−１，４１−２、受信パケットから次パケット情報を抽出する次パケット情報抽出部４２、受信パケットから抽出された次パケット情報および送信バッファから送信されたパケットの次パケット情報を管理する次パケット情報管理部４３、パケットまたは受信応答信号の受信により次パケット情報管理部４３で管理されている次パケット情報に基づいて、端末に設定するリリース遅延またはアクセスポイントに設定するリリース遅延を算出するリリース遅延算出部４４、受信パケットに対する受信応答信号に、リリース遅延算出部４４で算出された端末に設定するリリース遅延を付加する受信応答信号生成部４５、キャリアセンス、受信応答信号の送信、送信バッファごとにパケットの送信およびリリース遅延算出部４４で算出されたアクセスポイントに設定するリリース遅延に基づいてリリース遅延管理を行う送信制御部４６により構成される。

（端末２０の制御部２４の構成例）
図３は、端末２０の制御部２４の構成例を示す。図において、制御部２４は、アクセスポイント１０に送信する送信パケットを格納する送信バッファ５１、送信バッファから送信されたパケットの次パケット情報を管理する次パケット情報管理部５２、受信応答信号に付加されたリリース遅延を抽出するリリース遅延抽出部５４、受信パケットに対する受信応答信号を生成する受信応答信号生成部５５、キャリアセンス、受信応答信号の送信、次パケット情報管理部５２から得られる次パケット情報を付加したパケットの送信およびリリース遅延抽出部５４で抽出されたリリース遅延に基づいてリリース遅延管理を行う送信制御部５３により構成される。

（アクセスポイントのパケット受信時の処理手順）
図２に示すアクセスポイント１０の制御部２４の構成例、および図４に示すフローチャートを参照して、本発明の無線パケット制御方法によるアクセスポイントのパケット受信時の処理手順について説明する。

アクセスポイントは、端末から送信されたパケットを受信したときに、次パケット情報抽出部４２で受信パケットに付加されている次パケット情報を抽出する（Ｓ１，Ｓ２）。次パケット情報管理部４３は、次パケット情報抽出部４２で抽出された当該端末の次パケット情報（端末からアクセスポイント宛てに次に送信が予定されているパケットのサイズまたは有無の情報）を登録する（Ｓ３）。なお、次パケット情報管理部４３は、アクセスポイントが端末宛てにパケットを送信する際に、送信バッファ４１の次パケット情報（アクセスポイントから端末宛てに次に送信が予定されているパケットのサイズまたは有無の情報）を登録する（後述する図５のＳ19）。これにより、次パケット情報管理部４３には、送信バッファ４１−１，４１−２および端末２０−１，２０−２からパケットが送信されるごとに、次パケット情報が順次登録される。

次に、リリース遅延算出部４４は、次パケット情報管理部４３に登録されている各端末の次パケット情報およびアクセスポイントの次パケット情報をうち、パケットを送信した端末の次パケット情報以外の次パケット情報に基づいてリリース遅延を算出する（Ｓ４）。受信応答信号生成部４５は、受信パケットに対する受信応答信号に、リリース遅延算出部４４で算出されたリリース遅延を付加する（Ｓ５）。送信制御部４６は、リリース遅延が付加された受信応答信号を送信端末宛てに送信する（Ｓ６）。

（アクセスポイントのパケット送信時の処理手順）
次に、図２に示すアクセスポイント１０の制御部２４の構成例、および図５に示すフローチャートを参照して、本発明の無線パケット制御方法によるアクセスポイントのパケット送信時の処理手順について説明する。

送信制御部２４は、送信バッファ４１にパケットが存在するときに、その送信バッファにリリース遅延が設定されていればそれが経過するまで待機する（Ｓ11，Ｓ12）。リリース遅延が設定されていないか、リリース遅延が経過した場合には、送信バッファ４１にパケットが到達したときに、未送信のパケットがすでに存在したか否かを判断し（Ｓ13）、未送信のパケットがなければバックオフ制御を省略したアクセス制御を行い、未送信のパケットがあればバックオフ制御を含むアクセス制御を行う。すなわち、未送信のパケットがなければ、キャリアセンスによりＤＩＦＳの期間に渡ってチャネルがアイドルになるまで待機する（Ｓ14）。その後、複数の送信バッファからのアクセスに対する内部衝突が発生したか否かを確認する（Ｓ17）。一方、未送信のパケットがあるか、未送信のパケットがなくてもＤＩＦＳの期間にチャネルがビジーになった場合には、さらにＤＩＦＳの期間に渡ってチャネルがアイドルになるまで待機する（Ｓ15）。その後、チャネルがアイドルであるときにバックオフ時間を減算して０になるまで待つバックオフ制御を行う（Ｓ16）。その後、複数の送信バッファからのアクセスに対する内部衝突が発生したか否かを確認する（Ｓ17）。

内部衝突が発生していなければ、次パケット情報管理部４３はパケットを送信する送信バッファ４１の次パケット情報を登録し（Ｓ19）、パケットの送信を行う（Ｓ20）。一方、内部衝突が発生していれば、送信権を獲得した送信バッファがあるか否かを判断し（Ｓ18）、例えば優先度によって送信権を取得した送信バッファがあれば、その送信バッファ４１の次パケット情報を登録し（Ｓ19）、パケットの送信を行う（Ｓ20）。また、送信権を獲得した送信バッファがなければ、Ｓ15のキャリアセンスに戻る。

リリース遅延算出部４４および送信制御部４６は、パケット送信後に受信応答信号の受信の有無を確認する（Ｓ21）。所定時間内に受信応答信号を受信したときに、リリース遅延算出部４４は、図４のＳ３および図５のＳ19で次パケット情報管理部４３に登録されている各端末の次パケット情報およびアクセスポイントの次パケット情報をうち、パケットを送信した送信バッファの次パケット情報以外の次パケット情報に基づいてリリース遅延を算出する（Ｓ22）。一方、所定時間内に受信応答信号を受信しない場合には、Ｓ15のキャリアセンスに戻って再送処理を行う。送信制御部４６は、送信したパケットの受信応答信号を受信した送信バッファに対して、算出されたリリース遅延を設定する（Ｓ23）。

（端末のパケット送信時の処理手順）
次に、図３に示す端末２０の制御部２４の構成例、および図６に示すフローチャートを参照して、本発明の無線パケット制御方法による端末のパケット送信時の処理手順について説明する。

送信制御部５３は、送信バッファ５１にパケットが存在するときに、リリース遅延が設定されていればそれが経過するまで待機する（Ｓ31，Ｓ32）。リリース遅延が設定されていないか、リリース遅延が経過した場合には、送信バッファ５１にパケットが到達したときに、未送信のパケットがすでに存在したか否かを判断し（Ｓ33）、未送信のパケットがなければバックオフ制御を省略したアクセス制御を行い、未送信のパケットがあればバックオフ制御を含むアクセス制御を行う。すなわち、未送信のパケットがなければ、キャリアセンスによってＤＩＦＳの期間に渡ってチャネルがアイドルになるまで待機する（Ｓ34）。その後、送信パケットに次パケット情報を付加する（Ｓ37）。一方、未送信のパケットがあるか、未送信のパケットがなくてもＤＩＦＳの期間にチャネルがビジーになった場合には、さらにＤＩＦＳの期間に渡ってチャネルがアイドルになるまで待機する（Ｓ35）。その後、チャネルがアイドルであるときにバックオフ時間を減算して０になるまで待つバックオフ制御を行う（Ｓ36）。その後、送信パケットに次パケット情報を付加する（Ｓ37）。

送信制御部５３は、アクセスポイントに対して、次パケット情報が付加されたパケットの送信を行う（Ｓ38）。送信制御部５３およびリリース遅延抽出部５４は、パケット送信後に受信応答信号の受信の有無を確認する（Ｓ39）。所定時間内に受信応答信号を受信したときに、リリース遅延抽出部５４は受信応答信号からリリース遅延を抽出する（Ｓ40）。一方、所定時間内に受信応答信号を受信しない場合には、Ｓ35のキャリアセンスに戻って再送処理を行う。送信制御部５３は、抽出されたリリース遅延を設定する（Ｓ41）。

（リリース遅延を用いたパケット送受信例）
次に、図１〜図６および図７に示すタイムチャートを参照し、本発明の無線パケット制御方法によるリリース遅延を用いたパケット送受信例について説明する。

端末２０−１では、時刻ｔ１にパケットＰ１Ａ−１，Ｐ１Ａ−２，Ｐ１Ａ−３，…が発生し、端末２０−２では、時刻ｔ０にパケットＰ２Ａ−１，Ｐ２Ａ−２，Ｐ２Ａ−３，…が発生する。また、アクセスポイント１０では、時刻ｔ３に送信バッファ４１−１に、パケットＰＡ１−１，ＰＡ１−２，ＰＡ１−３，…が到達し、時刻ｔ２に送信バッファ４１−２に、パケットＰＡ２−１，ＰＡ２−２，ＰＡ２−３，…が到達する。

まず、端末２０−１，２０−２およびアクセスポイント１０の送信バッファ４１−１，４１−２からパケットを送信するために、それぞれキャリアセンスを開始する。ここでは、一番早い時刻（ｔ０）にパケットが発生した端末２０−２において、ＤＩＦＳの期間に渡ってチャネルがアイドルとなる。端末２０−２では、送信バッファ５１にパケットＰ２Ａ−１が到達したときに未送信パケットがないので、バックオフ制御を行わずに、次パケット情報（Ｐ２Ａ−２に関する情報）を付加したパケットＰ２Ａ−１をアクセスポイント１０に送信する。以上の端末２０−２の処理は、図６のＳ31，Ｓ32，Ｓ33，Ｓ34，Ｓ37，Ｓ38に対応する。他の端末２０−１またはアクセスポイント１０の送信バッファ４１−１，４１−２では、ＤＩＦＳの期間中に端末２０−２からのパケット送信によってビジーとなるので、図５のＳ14からＳ15に移り、または図６のＳ34からＳ35に移ってキャリアセンスを継続している。

アクセスポイント１０では、受信したパケットＰ２Ａ−１から次パケット情報を抽出して登録する。パケットＰ２Ａ−１を受信してＳＩＦＳ（＜ＤＩＦＳ）の経過後、リリース遅延を付加した受信応答信号（ＡＣＫ）を端末２０−２に対して送信する。ここでは、アクセスポイント１０の次パケット情報情報管理部４３に登録されている次パケット情報は、端末２０−２のパケットＰ２Ａ−２に関する情報のみであり、パケットを送信した端末以外の次パケット情報がないので、リリース遅延算出部４４が算出するリリース遅延は「０」である。以上のアクセスポイント１０の処理は、図４のＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６に対応する。

次に、アクセスポイント１０からＡＣＫを受信した端末２０−２は、ＡＣＫに付加されたリリース遅延を抽出、設定するが、ここではリリース遅延が「０」であるので設定はされない。この端末２０−２の処理は、図６のＳ39，Ｓ40，Ｓ41に対応する。

次に、ＡＣＫの送受信が行われてからＤＩＦＳ経過後、送信バッファ４１−１，４１−２および端末２０−１，２０−２はそれぞれバックオフ制御を行う。ここでは、それぞれバックオフ時間（ＢＴ）として１，３，２，５を選択しているので、ＢＴが一番小さい送信バッファ４１−１に存在するパケットＰＡ１−１をアクセスポイント１０から端末２０−１に送信する。このとき、アクセスポイント１０の次パケット情報管理部４３には、送信バッファ４１−１の次パケット情報（ＰＡ１−２に関する情報）が登録される。以上のアクセスポイント１０の処理は、図５のＳ15，Ｓ16，Ｓ17，Ｓ19，Ｓ20に対応する。

次に、パケットＰＡ１−１を受信した端末２０−１は、ＳＩＦＳの経過後に受信応答信号（ＡＣＫ）を送信し、アクセスポイント１０に受信される。ＡＣＫを受信したアクセスポイント１０のリリース遅延算出部４４は、次パケット情報管理部４３に登録されている次パケット情報に基づいてリリース遅延を算出し、送信バッファ４１−１のリリース遅延として設定する。ここでは、次パケット情報管理部４３に登録されている次パケット情報は、端末２０−２のパケットＰ２Ａ−２、送信バッファ４１−１のパケットＰＡ１−２に関する情報であり、パケットを送信した送信バッファ４１−１の次パケット情報を除き、端末２０−２のパケットＰ２Ａ−２に基づくリリース遅延Ｄ１が算出・設定される。すなわち、送信バッファ４１−１は、次の送信パケットを有する端末２０−２に送信権を与えるために、自身の送信を抑制するリリース遅延を設定する。以上のアクセスポイント１０の処理は、図５のＳ21，Ｓ22，Ｓ23に対応する。

次のＤＩＦＳ経過後は、送信バッファ４１−２および端末２０−１，２０−２がそれぞれバックオフ制御を行う。ここでは、それぞれバックオフ時間（ＢＴ）の残りが２，１，４になっているので、ＢＴが一番小さい端末２０−１に存在するパケットＰ１Ａ−１をアクセスポイント１０に送信する。このとき、パケットＰ１Ａ−１には次パケット情報（Ｐ１Ａ−２に関する情報）が付加される。なお、送信バッファ４１−１のリリース遅延Ｄ１によって送信権を与える対象は端末２０−２であったが、バックオフ制御により端末２０−１に送信権が与えられている。このようなミスマッチは、その後徐々に解消されていく。

アクセスポイント１０では、受信したパケットＰ１Ａ−１から次パケット情報を抽出して登録する。パケットＰ１Ａ−１を受信してＳＩＦＳ（＜ＤＩＦＳ）の経過後、リリース遅延を付加した受信応答信号（ＡＣＫ）を端末２０−１に対して送信する。ここでは、アクセスポイント１０の次パケット情報情報管理部４３に登録されている次パケット情報は、端末２０−２のパケットＰ２Ａ−２、送信バッファ４１−１のパケットＰＡ１−２、端末２０−１のパケットＰ１Ａ−２に関する情報であり、パケットを送信した端末２０−１の次パケット情報を除き、端末２０−２のパケットＰ２Ａ−２および送信バッファ４１−１のパケットＰＡ１−２に基づくリリース遅延Ｄ２が算出され、ＡＣＫに付加して送信される。

次に、アクセスポイント１０からＡＣＫを受信した端末２０−１は、ＡＣＫに付加されたリリース遅延Ｄ２を抽出、設定する。ここでは、端末２０−２のパケットＰ２Ａ−２および送信バッファ４１−１のパケットＰＡ１−２に基づくリリース遅延Ｄ２が設定される。

一方、送信バッファ４１−１に設定された端末２０−２を対象としたリリース遅延Ｄ１が、端末２０−１からのパケット送信後も継続しているので、アクセスポイント１０から端末２０−１へのＡＣＫ送信からＤＩＦＳ４の経過後に、送信バッファ４１−２および端末２０−２がそれぞれバックオフ制御を行う。ここでは、それぞれバックオフ時間（ＢＴ）の残りが１，３になっているので、ＢＴが一番小さい送信バッファ４１−２に存在するパケットＰＡ２−１をアクセスポイント１０から端末２０−２に送信する。このとき、パケットＰＡ２−１には次パケット情報（ＰＡ２−２に関する情報）が付加される。

次に、パケットＰＡ２−１を受信した端末２０−２は、ＳＩＦＳの経過後に受信応答信号（ＡＣＫ）を送信し、アクセスポイント１０に受信される。ＡＣＫを受信したアクセスポイント１０のリリース遅延算出部４４は、次パケット情報管理部４３に登録されている次パケット情報に基づいてリリース遅延Ｄ３を算出し、送信バッファ４１−２のリリース遅延Ｄ３として設定する。ここでは、次パケット情報管理部４３に登録されている次パケット情報は、端末２０−２のパケットＰ２Ａ−２、送信バッファ４１−１のパケットＰＡ１−２、端末２０−１のパケットＰ１Ａ−２、送信バッファ４１−２のパケットＰＡ２−２に関する情報であり、パケットを送信した送信バッファ４１−２の次パケット情報を除く次パケット情報に基づくリリース遅延Ｄ３が算出・設定される。

以下同様に、パケット送受信、ＡＣＫ送受信、リリース遅延の設定が繰り返され、アクセスポイント１０の送信バッファ４１−１，４１−２と、端末２０−１，２０−２との間のアップリンクおよびダウンリンクの送信機会が均等に与えられることになる。

無線ネットワークシステム、アクセスポイントおよび端末の構成例を示す図。 アクセスポイント１０の制御部１４の構成例を示す図。 端末２０の制御部２４の構成例を示す図。 アクセスポイントのパケット受信時の処理手順を示すフローチャート。 アクセスポイントのパケット送信時の処理手順を示すフローチャート。 端末のパケット送信時の処理手順を示すフローチャート。 リリース遅延を用いたパケット送受信例を示すタイムチャート。

符号の説明

１０ アクセスポイント（ＡＰ）
１１ アンテナ
１２ 送受信部（ＴＲＸ）
１３ ベースバンド処理部（ＢＢ）
１４ 制御部
１５ インタフェース部（Ｉ／Ｆ）
２０ 端末
２１ アンテナ
２２ 送受信部（ＴＲＸ）
２３ ベースバンド処理部（ＢＢ）
２４ 制御部
２５ インタフェース部（Ｉ／Ｆ）
２６ パーソナルコンピュータ（ＰＣ）
４１ 送信バッファ
４２ 次パケット情報抽出部
４３ 次パケット情報管理部
４４ リリース遅延算出部
４５ 受信応答信号生成部
４６ 送信制御部
５１ 送信バッファ
５２ 次パケット情報管理部
５３ 送信制御部
５４ リリース遅延抽出部
５５ 受信応答信号生成部

Claims (6)

1. １つのアクセスポイントと複数の端末との間で無線パケットの双方向通信を行う無線ネットワークシステムにおいて、
   前記アクセスポイントは、前記複数の端末にそれぞれ対応した複数の送信バッファを有し、各送信バッファから対応する端末宛てのパケットを送信するためのチャネルアクセスの動作をそれぞれ独立に行う
   ことを特徴とする無線パケット制御方法。
2. 請求項１に記載の無線パケット制御方法において、
   前記端末は、次に送信が予定されているパケットのサイズまたは有無の情報（以下、「次パケット情報」という）をパケットに付加して送信し、
   前記アクセスポイントは、前記端末から送信されたパケットを受信したときに当該端末の次パケット情報を抽出して登録するとともに、前記端末宛てのパケットを送信するときに当該送信バッファの次パケット情報を登録して管理する
   ことを特徴とする無線パケット制御方法。
3. 請求項２に記載の無線パケット制御方法において、
   前記アクセスポイントは、前記端末から送信されたパケットを受信したときに、各端末の次パケット情報および各送信バッファの次パケット情報のうち、パケットを送信した端末の次パケット情報以外の次パケット情報に基づいて、当該端末が次のパケットを送信するまでの待機時間を示すリリース遅延を算出し、当該パケットに対する受信応答信号に算出したリリース遅延を付加して送信し、
   前記パケットを送信した端末は、前記リリース遅延を付加した受信応答信号を受信したときに、前記リリース遅延の期間のパケット送信を控える
   ことを特徴とする無線パケット制御方法。
4. 請求項２に記載の無線パケット制御方法において、
   前記アクセスポイントは、前記端末宛てのパケットを送信し、当該端末から送信された受信応答信号を受信したときに、各端末の次パケット情報および各送信バッファの次パケット情報のうち、パケットを送信した送信バッファの次パケット情報以外の次パケット情報に基づいて、当該送信バッファが次のパケットを送信するまでの待機時間を示すリリース遅延を算出し、このリリース遅延の期間における当該送信バッファからのパケット送信を控える
   ことを特徴とする無線パケット制御方法。
5. １つのアクセスポイントと複数の端末との間で無線パケットの双方向通信を行う無線ネットワークシステムのアクセスポイントにおいて、
   前記複数の端末に送信する送信パケットをそれぞれ格納する送信バッファと、
   前記端末から送信されたパケットを受信し、その受信パケットから次パケット情報を抽出する次パケット情報抽出部と、
   前記受信パケットから抽出された次パケット情報および送信バッファから送信されたパケットの次パケット情報を管理する次パケット情報管理部と、
   前記受信パケットの受信により、前記次パケット情報管理部で管理されている次パケット情報に基づいて端末に設定するリリース遅延を設定し、また受信応答信号の受信により、前記次パケット情報管理部で管理されている次パケット情報に基づいてアクセスポイントに設定するリリース遅延を算出するリリース遅延算出部と、
   前記受信パケットに対する受信応答信号に、前記リリース遅延算出部で算出された端末に設定するリリース遅延を付加する受信応答信号生成部と、
   キャリアセンス、前記受信応答信号の送信、前記送信バッファごとにパケットの送信および前記リリース遅延算出部で算出されたアクセスポイントに設定するリリース遅延に基づいてリリース遅延管理を行う送信制御部と
   を備えたことを特徴とするアクセスポイント。
6. １つのアクセスポイントと複数の端末との間で無線パケットの双方向通信を行う無線ネットワークシステムの端末において、
   前記アクセスポイントに送信するパケットを格納する送信バッファと、
   前記送信バッファから送信されたパケットの次パケット情報を管理する次パケット情報管理部と、
   前記アクセスポイントに送信されたパケットに対して、前記アクセスポイントが端末に設定するリリース遅延を付加した受信応答信号を送信し、その受信応答信号から端末に設定するリリース遅延を抽出するリリース遅延抽出部と、
   前記端末から送信されたパケットに対する受信応答信号を生成する受信応答信号生成部と、
   キャリアセンス、前記アクセスポイントに対する受信応答信号の送信、前記次パケット情報管理部から得られる次パケット情報を付加したパケットの送信および前記リリース遅延抽出部で抽出されたリリース遅延に基づいてリリース遅延管理を行う送信制御部と
   を備えたことを特徴とする端末。
   

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