JP2008061037A - Radio communication apparatus, radio communication method, and radio communication program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無線通信装置、無線通信方法、及び、無線通信プログラムに関する。 The present invention relates to a wireless communication device, a wireless communication method, and a wireless communication program.
従来から、無線通信において、互いに電波が到達しない端末局が、第三の端末に対して通信を行う際にパケットの衝突が生じることがあり、隠れ端末問題と呼ばれている。隠れ端末によりパケットの衝突が生じると、受信されなかったパケットを再送しなければならず、無線通信のスループットが低下する。ＩＥＥＥ８０２．１１規格では、送信パケットよりもデータ量の小さなＲＴＳ（Ｒｅｑｕｅｓｔ ｔｏ Ｓｅｎｄ）パケット及びＣＴＳ（Ｃｌｅａｒ ｔｏ Ｓｅｎｄ）パケットと呼ばれる、他の端末に対する通信制御情報を含む通信制御パケットを送受信すること（以後、「ＲＴＳ／ＣＴＳパケットの送受信」という。）により、当該端末局がチャンネル（通信権）を確保し、隠れ端末問題を解消している。ＲＴＳ／ＣＴＳパケットの送受信の手順等は、図１０で後述する。 Conventionally, in wireless communication, when terminal stations that do not reach each other communicate with a third terminal, packet collision may occur, which is called a hidden terminal problem. When a packet collision occurs due to a hidden terminal, a packet that has not been received must be retransmitted, resulting in a reduction in wireless communication throughput. In the IEEE 802.11 standard, communication control packets including communication control information for other terminals, called RTS (Request to Send) packets and CTS (Clear to Send) packets, which have a smaller data amount than transmission packets (hereinafter referred to as RTS (Request to Send) packets). , “Transmission / reception of RTS / CTS packet”), the terminal station secures a channel (communication right) and solves the hidden terminal problem. The procedure for transmitting / receiving the RTS / CTS packet will be described later with reference to FIG.
ＩＥＥＥ８０２．１１規格では、ＲＴＳパケットとＣＴＳパケット（以後、「ＲＴＳ／ＣＴＳパケット」という）を、それぞれの無線端末が最大電力で送信するが、電力消費を低減するために、ＲＴＳ／ＣＴＳパケットの送信電力を最適化する方法が開示されている（非特許文献１参照）。非特許文献１の方法は、隠れ端末問題は解決するが、送信パケットの送信時間が短いときには、ＲＴＳ／ＣＴＳパケットの送信時間と消費電力が無視できなくなり、スループットが低下するという問題がある。
In the IEEE 802.11 standard, each wireless terminal transmits an RTS packet and a CTS packet (hereinafter referred to as “RTS / CTS packet”) at the maximum power. However, in order to reduce power consumption, an RTS / CTS packet is transmitted. A method for optimizing power is disclosed (see Non-Patent Document 1). The method of Non-Patent
そこで上記問題を解決したものとして、例えば、特開２００５−８０２２０号公報（特許文献１）には、小さいデータパケット（送信パケット）を送信する場合は、通信制御パケットの送受信を行わないことを原則として、所定の時間Ｔの期間内に受信したデータの送信元アドレス及びデータサイズを含む受信データ量テーブルに基づき、所定の条件が満たされた場合に、データパケットの送信に先立ち、データパケットよりもデータ量の小さな制御パケットを送信し、他の無線局から制御パケットに対する応答パケットを受信した後に、データパケットを送信する無線パケット通信装置等の技術が開示されている。より詳細には、所定時間に受信したデータ量の総和とパケット送信した無線局の総和が閾値以上である場合に、制御パケットを送信している。 Therefore, as a solution to the above problem, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-80220 (Patent Document 1), when a small data packet (transmission packet) is transmitted, the communication control packet is not transmitted / received in principle. Based on the received data amount table including the transmission source address and the data size of the data received within the period of the predetermined time T, when the predetermined condition is satisfied, the data packet is transmitted prior to the transmission of the data packet. Techniques such as a wireless packet communication device that transmits a data packet after transmitting a control packet with a small amount of data and receiving a response packet to the control packet from another wireless station are disclosed. More specifically, the control packet is transmitted when the sum of the amount of data received in a predetermined time and the sum of the wireless stations that transmitted the packets are equal to or greater than a threshold value.
上記特許文献１は、さらに、無線基地局が、無線端末局からの制御パケットの送信が必要であることを無線端末局に通知する必要が生じた場合に、先ず無線基地局から制御パケットを送信する技術が開示されている。
In the above-mentioned
また、例えば、特開平１１−２５２１２４号公報（特許文献２）には、送信するデータに応じて、送信する際に伝送路の状態を検出し、その伝送路が使用状態の場合、送信する際に所定の信号を送受信することにより伝送路を確保して伝送路へのアクセスを制御する方法を選択するか否かを決定する通信装置等の技術が開示されている。より詳細には、ビジー時間が閾値以上の場合に、伝送路が使用状態にあるとしている。
しかしながら、無線通信の移動局は、固定局よりも電力のリソースが限られるため、消費する電力を低減する必要があるが、上記特許文献１及び２では、衝突によるパケットの再送に必要な電力については、考慮されていない。消費電力は、さらに、通信速度を含む通信環境によっても大きく変化するが、上記特許文献１及び２では、そのようなことは考慮されていない。
However, since a mobile station for wireless communication has limited power resources than a fixed station, it is necessary to reduce power consumption. However, in
本発明は、上記の点に鑑みて、これらの問題を解消するために発明されたものであり、伝送路の状態の予測に基づく通信の衝突確率に基づき、より電力の消費が少ない通信手順で無線通信を行う無線通信装置を提供することを目的としている。 The present invention has been invented to solve these problems in view of the above points, and is based on the communication collision probability based on the prediction of the state of the transmission path, and with a communication procedure that consumes less power. An object of the present invention is to provide a wireless communication apparatus that performs wireless communication.
上記目的を達成するために、本発明の無線通信装置は次の如き構成を採用した。 In order to achieve the above object, the wireless communication apparatus of the present invention employs the following configuration.
本発明の無線通信装置は、送信メッセージを含む送信パケット又は他の無線通信装置に対する通信制御情報を含む通信制御パケットの送受信を行う送受信手段と、前記送受信手段によるパケットの送信を制御する送信制御手段と、現在より後の所定期間に対する通信ネットワークのトラフィック状態の予測に基づく前記送信パケットの衝突確率に基づき、前記送信パケットの送信が衝突した場合の前記送信パケットの再送に係る再送エネルギーと、通信制御パケットの送受信に係る通信制御パケット送受信エネルギーとを算出するエネルギー算出手段とを有し、前記送信制御手段は、前記再送エネルギーと前記通信制御パケット送受信エネルギーとの比較に基づき、前記通信制御パケットの送信を行うように構成することができる。 The wireless communication apparatus according to the present invention includes a transmission / reception means for transmitting / receiving a transmission packet including a transmission message or a communication control packet including communication control information for another wireless communication apparatus, and a transmission control means for controlling transmission of the packet by the transmission / reception means. And retransmission energy related to retransmission of the transmission packet when the transmission packet collides based on the collision probability of the transmission packet based on the prediction of the traffic state of the communication network for a predetermined period after the present, and communication control Energy calculation means for calculating communication control packet transmission / reception energy related to packet transmission / reception, wherein the transmission control means transmits the communication control packet based on a comparison between the retransmission energy and the communication control packet transmission / reception energy. Can be configured.
これにより、伝送路の状態の予測に基づく通信の衝突確率に基づき、より電力の消費が少ない通信手順で無線通信を行う無線通信装置を提供することができる。 Accordingly, it is possible to provide a wireless communication apparatus that performs wireless communication with a communication procedure that consumes less power based on the communication collision probability based on the prediction of the state of the transmission path.
また、上記目的を達成するために、前記エネルギー算出手段は、複数の送信速度毎に、前記再送エネルギーと前記通信制御パケット送受信エネルギーとを算出するように構成することができる。 In order to achieve the above object, the energy calculating means can be configured to calculate the retransmission energy and the communication control packet transmission / reception energy for each of a plurality of transmission rates.
これにより、送信速度毎にエネルギーを算出する無線通信装置を提供することができる。 Thereby, the radio | wireless communication apparatus which calculates energy for every transmission speed can be provided.
また、上記目的を達成するために、前記送受信手段は、さらに、前記トラフィック状態の予測情報を他の通信装置より受信するように構成することができる。 In order to achieve the above object, the transmission / reception means can be further configured to receive the traffic state prediction information from another communication device.
これにより、他の通信装置よりトラフィック状態の予測情報を受信する無線通信装置を提供することができる。 Accordingly, it is possible to provide a wireless communication device that receives traffic state prediction information from another communication device.
また、上記目的を達成するために、前記送受信手段は、所定の周期毎に所定期間のトラフィック状態を他の通信装置より受信し、前記エネルギー算出手段は、前記送受信手段により受信された前記トラフィック状態に基づき、次の周期における前記所定期間のトラフィック状態を予測するように構成することができる。 In order to achieve the above object, the transmission / reception unit receives a traffic state for a predetermined period from another communication device every predetermined period, and the energy calculation unit receives the traffic state received by the transmission / reception unit. Based on the above, it can be configured to predict the traffic state of the predetermined period in the next cycle.
これにより、次の周期における所定期間のトラフィック状態を、他の通信装置より受信するトラフィック状態に基づき予測する無線通信装置を提供することができる。 Thereby, the radio | wireless communication apparatus which estimates the traffic state of the predetermined period in the next period based on the traffic state received from another communication apparatus can be provided.
また、上記目的を達成するために、前記エネルギー算出手段は、最新の所定期間におけるトラフィック状態と次の所定期間におけるトラフィック状態とが等しいとして、前記次の所定期間のトラフィック状態を予測するように構成することができる。 In order to achieve the above object, the energy calculating means is configured to predict the traffic state in the next predetermined period, assuming that the traffic state in the latest predetermined period is equal to the traffic state in the next predetermined period. can do.
これにより、過去の直近の所定期間のトラフィック状態から、次の期間のトラフィック状態を予測する無線通信装置を提供することができる。 Accordingly, it is possible to provide a wireless communication apparatus that predicts the traffic state of the next period from the traffic state of the most recent predetermined period in the past.
また、上記目的を達成するために、前記エネルギー算出手段は、過去の所定期間に対するトラフィック状態の予測と前記過去の所定期間におけるトラフィック状態とを比較して、当該トラフィック状態が発生する発生確率を求め、前記発生確率に基づき、次の所定期間のトラフィック状態を予測するように構成することができる。 In order to achieve the above object, the energy calculating means compares the traffic state prediction for the past predetermined period with the traffic state for the past predetermined period, and obtains the probability of occurrence of the traffic state. The traffic state for the next predetermined period can be predicted based on the occurrence probability.
これにより、過去の予測と実際との比較結果を、次の予測に反映させる無線通信装置を提供することができる。 Accordingly, it is possible to provide a wireless communication device that reflects the comparison result between the past prediction and the actual in the next prediction.
また、上記目的を達成するために、本発明の無線通信装置は、さらに、前記エネルギー算出手段が予測した前記次の周期における所定期間のトラフィック状態に基づき、前記送信パケットの送信に要するパケット送信時間より長い非通信時間の開始時刻を取得する非通信時刻取得手段と、アプリケーション毎に定められる、パケットの送信に対して許容される遅延時間を保持する遅延時間保持手段とを有し、前記非通信時間の開始時刻までの時間が前記遅延時間より短い場合に、前記エネルギー算出手段は、前記発生確率に基づいて、前記非通信時間の開始時刻に前記送信パケットを送信する場合の前記再送エネルギーを算出するように構成することができる。 In order to achieve the above object, the wireless communication apparatus of the present invention further includes a packet transmission time required for transmitting the transmission packet based on a traffic state in a predetermined period in the next period predicted by the energy calculating unit. Non-communication time acquisition means for acquiring a start time of a longer non-communication time, and delay time holding means for holding a delay time that is allowed for packet transmission, which is determined for each application. When the time until the start time is shorter than the delay time, the energy calculation means calculates the retransmission energy when transmitting the transmission packet at the start time of the non-communication time based on the occurrence probability Can be configured to.
これにより、予測した非通信時刻までの時間と遅延時間との比較結果に基づき、再送エネルギーを算出する無線通信装置を提供することができる。 Accordingly, it is possible to provide a wireless communication apparatus that calculates retransmission energy based on the comparison result between the predicted time until the non-communication time and the delay time.
また、上記目的を達成するために、本発明の無線通信装置は、さらに、送信メッセージを含む送信パケット又は他の通信端末に対する通信制御情報を含む通信制御パケットの送受信を行う送受信手段と、通信ネットワークの現在より後の所定期間に対するトラフィック状態を予測する予測手段と、前記予測手段によって予測されたトラフィック状態に基づき、複数のパケット長毎の衝突確率情報を取得する確率取得手段と、前記衝突確率情報を送信する制御情報送信手段とを有する構成とすることができる。 In order to achieve the above object, the wireless communication apparatus of the present invention further includes a transmission / reception means for transmitting / receiving a transmission packet including a transmission message or a communication control packet including communication control information for another communication terminal, and a communication network. Prediction means for predicting a traffic state for a predetermined period after the present, probability acquisition means for acquiring collision probability information for each of a plurality of packet lengths based on the traffic state predicted by the prediction means, and the collision probability information And a control information transmitting means for transmitting.
これにより、他の通信端末に対して、パケット長毎の衝突確率情報を送信する無線通信装置を提供することができる。 Thereby, the radio | wireless communication apparatus which transmits the collision probability information for every packet length with respect to another communication terminal can be provided.
また、上記目的を達成するために、本発明の無線通信方法は、複数の無線通信装置の間において、送信メッセージを含む送信パケット又は他の無線通信装置に対する通信制御情報を含む通信制御パケットの送受信を行う無線通信方法であって、通信ネットワークの現在より後の所定期間に対するトラフィック状態を予測する予測ステップと、前記予測ステップにおいて予測されたトラフィック状態に基づき、前記送信パケットの衝突確率情報を取得する衝突確率取得ステップと、前記衝突確率情報に基づき、前記送信パケットの通信が衝突した場合に前記送信パケットの再送に係る再送エネルギーと、通信権の獲得の通信制御パケットの送受信に係る通信制御パケット送受信エネルギーとを算出するエネルギー算出ステップと、無線通信装置が、前記送信パケットの送信を制御する送信制御ステップとを有し、前記送信制御ステップは、前記再送エネルギーと前記通信制御パケット送受信エネルギーとの比較に基づき、前記通信制御パケットの送信を行うように構成することができる。 In order to achieve the above object, the wireless communication method of the present invention transmits / receives a transmission packet including a transmission message or a communication control packet including communication control information for another wireless communication device between a plurality of wireless communication devices. A prediction step of predicting a traffic state for a predetermined period after the present of the communication network, and acquiring collision probability information of the transmission packet based on the traffic state predicted in the prediction step Based on the collision probability acquisition step and the collision probability information, when the transmission packet communication collides, retransmission energy related to retransmission of the transmission packet, and communication control packet transmission / reception related to transmission / reception of the communication control packet for acquiring the communication right An energy calculating step for calculating energy, and a wireless communication device A transmission control step for controlling transmission of the transmission packet, wherein the transmission control step is configured to transmit the communication control packet based on a comparison between the retransmission energy and the communication control packet transmission / reception energy. can do.
また、上記目的を達成するために、本発明の無線通信プログラムは、コンピュータを、
送信メッセージを含む送信パケット又は他の通信端末に対する通信制御情報を含む通信制御パケットの送受信を行う送受信手段と、前記送受信手段によるパケットの送信を制御する送信制御手段と、現在より後の所定期間に対する通信ネットワークのトラフィック状態の予測に基づく前記送信パケットの衝突確率に基づき、前記送信パケットの送信が衝突した場合に前記送信パケットの再送に係る再送エネルギーと、通信権の獲得の通信制御パケットの送受信に係る通信制御パケット送受信エネルギーとを算出するエネルギー算出手段として機能させ、前記送信制御手段は、前記再送エネルギーと前記通信制御パケット送受信エネルギーとの比較に基づき、前記通信制御パケットの送信を行うように前記送受信手段を制御する無線通信プログラムとして構成することができる。
In order to achieve the above object, a wireless communication program of the present invention includes a computer,
A transmission / reception unit for transmitting / receiving a transmission packet including a transmission message or a communication control packet including communication control information for another communication terminal; a transmission control unit for controlling transmission of a packet by the transmission / reception unit; and a predetermined period after the present Based on the collision probability of the transmission packet based on the prediction of the traffic state of the communication network, when transmission of the transmission packet collides, retransmission energy related to retransmission of the transmission packet and transmission / reception of the communication control packet for acquiring the communication right The communication control packet functions as energy calculation means for calculating the communication control packet transmission / reception energy, and the transmission control means transmits the communication control packet based on a comparison between the retransmission energy and the communication control packet transmission / reception energy. Wireless communication program for controlling transmission / reception means It can be configured as a no.
また、上記目的を達成するために、本発明の無線通信プログラムは、コンピュータを、他の通信端末に対して通信の制御情報を送信する制御情報送信手段と、送信メッセージを含む送信パケット又は他の通信端末に対する通信制御情報を含む通信制御パケットの送受信を行う送受信手段と、通信ネットワークの現在より後の所定期間に対するトラフィック状態を予測する予測手段と、前記予測手段によって予測されたトラフィック状態に基づき、複数のパケット長毎の衝突確率情報を取得する確率取得手段として機能させ、前記制御情報送信手段は、前記制御情報と、前記衝突確率情報とを送信するように前記送受信手段を制御する無線通信プログラムとして構成することができる。 In order to achieve the above object, a wireless communication program of the present invention includes a control information transmitting means for transmitting control information of communication to another communication terminal, a transmission packet including a transmission message, or other Based on the transmission / reception means for transmitting / receiving a communication control packet including communication control information for the communication terminal, the prediction means for predicting the traffic state for a predetermined period after the present of the communication network, and the traffic state predicted by the prediction means, A wireless communication program that functions as a probability acquisition unit that acquires collision probability information for each of a plurality of packet lengths, wherein the control information transmission unit controls the transmission / reception unit to transmit the control information and the collision probability information Can be configured.
本発明の無線通信装置によれば、伝送路の状態の予測に基づく通信の衝突確率に基づき、より電力の消費が少ない通信手順で無線通信を行う無線通信装置を提供することが可能になる。 According to the wireless communication device of the present invention, it is possible to provide a wireless communication device that performs wireless communication with a communication procedure with less power consumption based on the communication collision probability based on the prediction of the state of the transmission path.
以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
本発明の実施例の説明に先立って、本発明の無線通信装置によって行われる通信方法について、説明する。本発明の無線通信装置は、通信を行う際に、通信権の獲得手順を含まない通信方法と、通信制御パケットの送受信による通信権の獲得手順を含む通信方法との２つの通信方法に対応している。前者を第一の無線通信方法、後者を第二の無線通信方法と呼ぶ。第二の無線通信方法とは、典型的には、ＩＥＥＥ８０２．１１におけるＲＴＳ／ＣＴＳパケットを用いる方法である。 Prior to the description of the embodiments of the present invention, a communication method performed by the wireless communication apparatus of the present invention will be described. The wireless communication apparatus according to the present invention corresponds to two communication methods, that is, a communication method that does not include a communication right acquisition procedure and a communication method that includes a communication right acquisition procedure by transmitting and receiving communication control packets when performing communication. ing. The former is called a first wireless communication method, and the latter is called a second wireless communication method. The second wireless communication method is typically a method using RTS / CTS packets in IEEE 802.11.
（無線通信ネットワークの構成の例）
図１は、本発明の無線通信装置を有する無線通信ネットワークの例である。図１では、有線ネットワーク８００に接続されたアクセスポイント（以下、「ＡＰ」という。）の電波範囲に、端末２００ａから２００ｈが存在している。図１は、インフラストラクチャ・モードの構成の例であり、本発明の無線通信装置は、インフラストラクチャ・モードにおいて機能を最適に実現することができるが、アドホック・モードのネットワーク構成に設けられていてもよい。
(Example of wireless communication network configuration)
FIG. 1 is an example of a wireless communication network having the wireless communication apparatus of the present invention. In FIG. 1,
なお、本実施例では、ＡＰを基地局、端末を端末局と呼ぶ。 In this embodiment, the AP is called a base station and the terminal is called a terminal station.
（無線通信ネットワークの構成の例）
図２は、本発明の無線通信装置の機能構成の例の図である。図２では、本発明の無線通信装置として、無線通信装置１００及び無線通信装置２００の内部構成を説明する。
(Example of wireless communication network configuration)
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of the wireless communication apparatus according to the present invention. In FIG. 2, the internal configuration of the
無線通信装置１００は、送受信手段１１０、及び、制御情報送信手段１２１を有する。無線通信装置１００は、さらに、トラフィック予測手段１４０を有してもよい。
The
送受信手段１１０は、無線通信手段１１１を有する。無線通信手段１１１は、パケットを送信又は受信する（以後、「送受信する」という。）手段である。送受信手段１１０が送受信するパケットは、送信メッセージを含むパケット、又は、他の通信端末に対する通信制御情報を含む通信制御パケットである。
The transmission /
送受信手段１００は、また、有線通信手段１１２を有してもよい。これにより、無線通信装置１００が、固定局として構成される。
The transmission /
制御情報送信手段１２１は、無線通信の制御情報の送信を制御する手段である。無線通信装置１００が、基地局として構成される場合には、制御情報送信手段１２１は、ビーコンを送信する手段となる。
The control
トラフィック予測手段１４０は、過去の所定期間における、無線通信装置１００の通信時間及び／又は非通信時間を含む無線通信の状態（以後、「トラフィック」という）を取得し、未来の所定期間に対するトラフィックの予測を行う手段である。トラフィック予測手段は、予測手段１４２、又は、確率取得手段１４４を有する。
The
予測手段１４２は、未来の所定期間におけるトラフィックを予測する手段である。予測手段１４２は、例えば、所定の周期毎に所定期間内のトラフィック状況を取得し、次の周期における所定期間内のトラフィックを予測する。予測は、例えば、取得した過去のトラフィックが、次の所定期間においても同一であると仮定することに基づいてもよい。予測は、また、過去の予測に対する実際のトラフィック状況との誤差を、次の予測に対して反映させてもよい。
The
確率取得手段１４４は、予測された所定期間内のトラフィック状況に基づき、所定の時間長（想定されるパケット送信に要するパケット送信時間）毎に、各パケット送信時間より長い非通信時間の割合を取得し、その割合から所定期間における送信パケットの衝突確率を取得する手段である。
The
なお、予測手段１４２及び確率取得手段１４４は、必ずしも無線通信装置１００に設けられていなくてもよく、無線通信装置１００が、取得した過去のトラフィック状況を無線通信装置２００に送信することにより、無線通信装置２００がそれらの予測等を行ってもよい。
Note that the
無線通信装置２００は、送受信手段２１０、送信制御手段２２０、エネルギー算出手段２４０、及び、記憶手段２７０を有する。送受信手段２１０は、無線通信手段２１１を有する。無線通信手段２１１は、パケットを送受信する手段である。無線通信手段２１１が送受信するパケットは、送信メッセージを含むパケット、又は、他の通信端末に対する通信制御情報を含む通信制御パケットである。
The
送信制御手段２２０は、送受信手段２１０によるパケットの送受信を制御する手段である。送信制御手段２２０は、エネルギー算出手段２４０が算出した消費エネルギーに基づき、第一の無線通信方法又は第二の無線通信方法の何れか一方により、無線通信を行うように送受信手段２１０を制御する。
The transmission control means 220 is means for controlling packet transmission / reception by the transmission / reception means 210. The
エネルギー算出手段２４０は、送信パケットの衝突確率に基づき、送信パケットの送信が衝突した場合の当該送信パケットの再送に係る再送エネルギーと、通信制御パケットの送受信に係る通信制御パケット送受信エネルギーとを算出する手段である。第一の無線通信方法における消費エネルギーは、送信メッセージを含む送信パケットを送信する際に必要となる電力であるが、第一の無線通信方法によって、パケットの衝突が生じると、そのパケットを再送する必要が生じる。したがって、パケット衝突によって浪費されるエネルギーは、パケットの再送に係るエネルギーと略同一である。
Based on the collision probability of the transmission packet, the
一方、第二の無線通信方法における消費エネルギーは、制御パケットの送受信に係る電力と、送信パケットを送信する際に必要となる電力である。第二の無線通信方法では、通信権を獲得しなくても衝突が生じない場合に浪費されるエネルギーは制御パケットの送受信に係るエネルギーと略同一となる。送信パケットが制御パケットに対して充分に大きい場合には、そのエネルギーは無視することができる。 On the other hand, the energy consumption in the second wireless communication method is the power required for transmission / reception of control packets and the power required for transmitting transmission packets. In the second wireless communication method, the energy that is wasted when no collision occurs even if the communication right is not acquired is substantially the same as the energy related to transmission / reception of the control packet. If the transmitted packet is sufficiently large relative to the control packet, its energy can be ignored.
エネルギー算出手段２４０は、予測手段２４２及び／又は確率取得手段２４４を有する。予測手段２４２は、予測手段１４２と、確率取得手段２４４は、確率取得手段１４４と、同一の機能及び構成を有するため、ここでは説明を省略する。
The
なお、予測手段２４２及び確率取得手段２４４は、必ずしも無線通信装置２００に設けられていなくてもよく、無線通信装置１００が予測手段１４２及び確率取得手段１４４によって取得した情報を、無線通信装置２００が受信する構成であってもよい。
Note that the
無線通信端末２００は、非通信時刻取得手段２６０を有してもよい。非通信時刻取得手段２６０は、予測手段２４２等によって取得された未来の所定期間のトラフィック状況から、送信しようとする送信パケットのパケット送信時間よりも長い非通信時間と、その非通信時間に対応する時刻とを取得する手段である。非通信時刻取得手段２６０により、パケットを送信する際に、所定期間の中で、衝突確率の低い時刻を取得することができる。
The
記憶手段２７０は、無線通信装置２００が処理を実行する際に必要となる様々な情報を格納する手段である。記憶手段２７０は、固定値のパラメータを格納する手段であってもよく、また、無線通信装置２００が処理を実行する際のワークメモリであってもよい。記憶手段２７０は、また、無線通信装置２００がコンピュータとして構成される場合に、プログラムを格納するための手段であってもよい。
The
記憶手段２７０は、遅延時間保持手段２７２を有してもよい。遅延時間保持手段２７２は、アプリケーション毎に定められている、遅延の最大時間を保持する手段である。
The
図２の構成は、無線通信装置１００が固定局であり、さらに、無線通信装置２００が移動局である場合に、予測値の取得を、固定局である無線通信装置１００が行うことにより、無線通信装置１００を含む基本サービスセット内における予測値取得の処理の全体量を低減することができる。さらに、消費電力の制約が移動局よりも少ない固定局が、処理をより多く行う構成となり、基本サービスセット全体の予測値取得にかかる電力消費を好適にすることができる。予測値の取得に加えて、割合の取得を無線通信装置１００が行うことにより、さらに、基本サービスセット全体の処理量、及び、電力消費を好適にすることができる。
In the configuration of FIG. 2, when the
無線通信装置１００が基地局である場合には、さらに、予測値等の情報をビーコンに含ませることにより、無線通信装置２００は、常に最新の予測値等を受信することができる。
When the
なお、基本サービスセットとは、無線ネットワークが、インフラストラクチャ・モードで構成される場合に、一の基地局と、基地局から出される電波の到達範囲にある端末局からなるネットワークのことである。 The basic service set is a network composed of one base station and terminal stations within the reach of radio waves emitted from the base station when the wireless network is configured in the infrastructure mode.
（期間Ｔにおける非無通信時間の例）
図３は、所定の周期（Ｔ）における期間Ｔの非通信時間の例である。図３では、期間Ｔとして、Ｘｗｉｎｄｏｗ期間における非通信時間の情報を取得している。図３の例では、Ｘｗｉｎｄｏｗ期間の始めから順に、４、５、１０、、、３、３、９、１９からなる非通信時間が含まれている。
(Example of non-no-communication time in period T)
FIG. 3 is an example of the non-communication time of the period T in the predetermined cycle (T). In FIG. 3, as the period T, information on the non-communication time in the Xwindow period is acquired. In the example of FIG. 3, the non-communication time consisting of 4, 5, 10, 3, 3, 9, 19 is included in order from the beginning of the Xwindow period.
図４は、図３の例における、非通信時間の時間長毎に当該時間長の非通信状態がＸｗｉｎｄｏｗ期間に何回あったかを示す数が格納されたテーブルであって、本発明の無線通信装置１００が有する時間長数取得手段１４０によって取得される情報の例である。 FIG. 4 is a table storing the number indicating the number of non-communication states of the time length in the Xwindow period for each time length of the non-communication time in the example of FIG. It is an example of the information acquired by the time length number acquisition means 140 which 100 has.
図５は、図３及び図４に基づき、次の期間におけるパケットの衝突確率を、パケット送信時間毎に表したテーブルであって、確率取得手段２４４等によって取得される情報の例である。なお、図５では、パケット長毎に衝突確率が取得されているが、本発明の無線通信装置によって取得される衝突確率は、パケット長毎に対応した時間長に限らず、連続した時間長毎に取得されてもよい。 FIG. 5 is a table showing packet collision probabilities in the next period for each packet transmission time based on FIGS. 3 and 4, and is an example of information acquired by the probability acquisition means 244 and the like. In FIG. 5, the collision probability is acquired for each packet length. However, the collision probability acquired by the wireless communication apparatus of the present invention is not limited to the time length corresponding to each packet length, but for each continuous time length. May be obtained.
（エネルギー算出の例）
エネルギー算出手段２４０等が実行するエネルギー算出は、例えば、次の＜１＞から＜６＞の処理によって実行される。以下の＜１＞から＜６＞の処理は、送信先となる端末がＡＰであるとして処理を行っているが、本発明の無線通信装置の送信先は、ＡＰに限らず、移動局であってもよい。
(Example of energy calculation)
The energy calculation performed by the
＜１＞非通信区間の数の取得
エネルギー算出手段２４０は、Ｘｗｉｎｄｏｗ期間における非通信時間の分布を、所定のシンボル長時間Ｔｓｙｍｂｏｌ長毎に取得する。すなわち、Ｘｗｉｎｄｏｗ期間をシンボル長時間Ｔｓｙｍｂｏｌで分割した各区間をｉ（０≦ｉ≦ＭＡＸ、但しＭＡＸ＝Ｘｗｉｎｄｏｗ／Ｔｓｙｍｂｏｌ）とする。非通信区間の長さをＩＴＬとし、１つのＸｗｉｎｄｏｗ期間の中で、長さＩＴＬの非通信区間の数をｎｕｍｂｅｒ＿ｏｆ（ＩＴＬ）とする。
<1> The acquisition energy calculation means 240 for the number of non-communication sections acquires the non-communication time distribution in the Xwindow period for each predetermined symbol long time T symbol length. That is, each section obtained by dividing the X window period by the symbol long time T symbol is i (0 ≦ i ≦ MAX, where MAX = X window / T symbol ). The length of the non-communication section is ITL, and the number of non-communication sections of length ITL is number_of (ITL) in one Xwindow period.
＜２＞送信先となる端末との距離の算出
エネルギー算出手段２４０は、次のようにＡＰから自端末への電波伝送損失Ｐｌｏｓｓを計算し、ＡＰとの距離ｄを算出する。
<2> Calculation of distance to terminal as transmission destination The energy calculation means 240 calculates a radio wave transmission loss P loss from the AP to the terminal as follows, and calculates a distance d from the AP.
Ｐｌｏｓｓ＝ＰＡＰｓｅｎｄ−Ｐｒｅｃｉｅｖｅ ・・・・・（１）
ｄ＝ｇ（Ｐｌｏｓｓ、ｆ） ・・・・・・・・・・・（２）
但し、ｆは無線の周波数、
ＰＡＰｓｅｎｄは、ＡＰの出力電力、
Ｐｒｅｃｉｅｖｅは、端末側の受信電力レベル、
ｇは、通信環境に依存する関数、
である。
P loss = P APsend -Preceive (1)
d = g (P loss, f) (2)
Where f is the radio frequency,
P APsend is the output power of the AP,
Preceive is the received power level on the terminal side,
g is a function depending on the communication environment,
It is.
＜３＞パケット長の算出
エネルギー算出手段２４０は、送信メッセージのデータ長から、データの送信時間（パケット長）を算出する。
<3> Calculation of Packet Length The energy calculation means 240 calculates the data transmission time (packet length) from the data length of the transmission message.
Ｔｄａｔａ_ｓｅｎｄ＝Ｔｐｒｅａｍｂｌｅ＋（Ｈｌｅｎ＋Ｄａｔａ＿ｌｅｎ）／ｒａｔｅ
・・・（３）
但し、Ｔｄａｔａ_ｓｅｎｄは、データの送信時間、
Ｔｐｒｅａｍｂｌｅは、ＰＬＣＰ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）プリアンブルの送信時間、
Ｈｌｅｎは、ＰＬＣＰヘッダのデータ長、
Ｄａｔａ＿ｌｅｎは、送信メッセージのデータ長、
ｒａｔｅは、送信速度
である。
T data_send = T preamble + (Hlen + Data_len) / rate
... (3)
Where T data_send is the data transmission time,
T preamble is a transmission time of a PLCP (Physical Layer Convergence Protocol) preamble,
Hlen is the data length of the PLCP header,
Data_len is the data length of the transmission message,
rate is a transmission speed.
＜４＞衝突確率の予測
ここでは、基本サービスセット等のネットワーク内のノード（基地局及び端末局）が一様に分布していると仮定して、以下の計算を行う。
<4> Prediction of collision probability Here, the following calculation is performed on the assumption that nodes (base stations and terminal stations) in the network such as a basic service set are uniformly distributed.
＜４−１＞自端末のキャリア（無線による送受信）を、他の全ての端末局がセンスできない場合の、送信パケットの衝突確率をＣＰ０とし、及び、ＲＴＳパケットの衝突確率をＣＰＲＴＳ０とすると、それぞれ次式（４）及び（５）で算出することができる。 <4-1> When all other terminal stations cannot sense the carrier (transmission / reception by radio) of the terminal, the collision probability of the transmission packet is CP0, and the collision probability of the RTS packet is CP RTS0 . They can be calculated by the following equations (4) and (5), respectively.
なお、式（４）及び（５）において、ＣＰ０及びＣＰＲＴＳ０は、何れも０以上１以下の範囲で正規化されている。
In equations (4) and (5), CP0 and CP RTS0 are both normalized in the range of 0 to 1.
＜４−２＞自端末のキャリア（無線電波）の到達範囲が、半径ｄの円内である場合の、送信パケットの衝突確率をＣＰ、及び、ＲＴＳパケットの衝突確率をＣＰＲＴＳとすると、それぞれ次式（６）及び（７）によって算出することができる。 <4-2> When the arrival range of the carrier (radio radio wave) of the terminal is within a circle of radius d, if the collision probability of the transmission packet is CP and the collision probability of the RTS packet is CP RTS , It can be calculated by the following equations (6) and (7).
ＣＰ＝ＣＰ０＊（１−ξ＊（１−ＣＰ０）） ・・・・・・・・・・（６）
ＣＰＲＴＳ＝ＣＰＲＴＳ０＊（１−ξ＊（１−ＣＰＲＴＳ０）） ・・・・・（７）
但し、ξは、ＡＰのキャリアをセンスできる端末のうち、自端末のキャリアをセンスできるために通信の衝突が起きない端末の割合であって、次式（８）及び（９）で与えられる。
CP = CP0 * (1-ξ * (1-CP0)) (6)
CP RTS = CP RTS0 * (1-ξ * (1-CP RTS0 )) (7)
Here, ξ is the ratio of terminals that can sense the carrier of the own terminal among the terminals that can sense the carrier of the AP, so that communication collision does not occur, and is given by the following equations (8) and (9).
Ｒ＝ｈ（ＰＡＰｓｅｎｄｍａｘ，ｆ） ・・・・・・・・・・・・・・・（１０）
但し、ｈは、通信環境に依存する関数である。
R = h (P APsendmax , f) (10)
However, h is a function depending on the communication environment.
＜５＞エネルギーの算出
エネルギー算出手段２４０は、データの送信速度と必要最小電波受信レベルとの関係に基づき、自端末が送信可能な電力と、式（１）で求めた電波伝搬損失とから、送信可能な送信速度毎に、式（１１）から（１２）によって、エネルギーを算出する。ここで算出するエネルギーは、送信パケットが衝突した場合に、再送に係る再送エネルギーＥＣＰ、及び、ＲＴＳ／ＣＴＳパケットの送受信に係るエネルギーＥＲＴＳ／ＣＴＳである。
<5> Calculation of energy The energy calculation means 240 is based on the relationship between the transmission rate of data and the necessary minimum radio wave reception level, and the power that can be transmitted by the terminal and the radio wave propagation loss obtained by the equation (1). The energy is calculated according to equations (11) to (12) for each transmission speed that can be transmitted. The energy calculated here is retransmission energy E CP related to retransmission and energy E RTS / CTS related to transmission / reception of an RTS / CTS packet when transmission packets collide.
ＥＣＰ＝Ｅｄａｔａ_ｓｅｎｄ＊ＣＰ ・・・・・・・・・・・・・・・・・（１１）
Ｅｄａｔａ_ｓｅｎｄ＝Ｔｄａｔａ_ｓｅｎｄ＊（Ｐｃ＋Ｐｓ）＋ＴＳＩＦＳ＊Ｐｃ＋ＴＡＣＫ＊（Ｐｃ＋Ｐｒ） ・・・・・（１２）
ＥＲＴＳ／ＣＴＳ＝ＴＲＴＳ＊（Ｐｃ＋Ｐｓ）＊（１＋ＣＰＲＴＳ）＋ＴＳＩＦＳ＊Ｐｃ＋ＴＣＴＳ＊（Ｐｃ＋Ｐｒ） ・・・・・（１３）
但し、Ｐｃは、自端末の基本消費電力、
Ｐｒは、受信時に加わる消費電力、
Ｐｓは、送信時に加わる消費電力、
ＴＡＣＫは、ＡＣＫパケットの受信に係る時間、
ＴＲＴＳは、ＲＴＳパケットの送信時間
ＴＳＩＦＳは、ＳＩＦＳ（Ｓｈｏｒｔ Ｉｎｔｅｒ Ｆｒａｍｅ Ｓｐａｃｅ）時間、
ＴＣＴＳは、ＣＴＳパケットの送信時間
である。
E CP = E data_send * CP (11)
E data_send = T data_send * (Pc + Ps) + T SIFS * Pc + T ACK * (Pc + Pr) (12)
E RTS / CTS = T RTS * (Pc + Ps) * (1 + CP RTS ) + T SIFS * Pc + T CTS * (Pc + Pr) (13)
However, Pc is the basic power consumption of its own terminal,
Pr is the power consumption applied during reception,
Ps is the power consumption applied during transmission,
T ACK is the time taken to receive an ACK packet,
T RTS is RTS packet transmission time T SIFS is SIFS (Short Inter Frame Space) time,
TCTS is the transmission time of the CTS packet.
また、データの送信速度と必要最小電波受信レベルとの関係は、例えば、図１８に示される値を用いる。図１８は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａの電波受信特性の図である。 For example, the value shown in FIG. 18 is used as the relationship between the data transmission speed and the required minimum radio wave reception level. FIG. 18 is a diagram of the radio wave reception characteristics of IEEE802.11a.
＜６＞エネルギーの比較による最小エネルギーの決定
エネルギー算出手段２４０は、ＥＣＰとＥＲＴＳ／ＣＴＳとに基づき、最小エネルギーＥＯＰＴを次式（１４）によって算出する。
<6> energy minimum energy determination
（予測方法の例）
予測手段２４２等が予測に用いる方法の例を次に説明する。予測手段２４２等は、期間Ｔを１からｎの区間に分割し、各区間に対して次式（１５）によって予測を行う。
(Example of prediction method)
An example of a method used by the
χ（ｐ）ｔ＋１,m＝αχ（ｐ）ｔ,m＋（１−α）χ（ｅ）ｔ,m・・・・・・・（１５）
但し、χは、その区間において無線通信がある場合には１，無線通信が全く無い場合には０、
χ（ｐ）ｔ,mは、ｔ番目の期間Ｔにおけるｍ番目の区間に対する予測値、
χ（ｅ）ｔ,mは、ｔ番目の期間Ｔにおけるｍ番目の区間の実際の値、
αは、重みづけのための定数であって、０≦α≦１、
である。
χ (p) t + 1, m = αχ (p) t, m + (1-α) χ (e) t, m (15)
However, χ is 1 when there is wireless communication in the section, 0 when there is no wireless communication,
χ (p) t, m is the predicted value for the m th section in the t th period T,
χ (e) t, m is the actual value of the m th section in the t th period T,
α is a constant for weighting, and 0 ≦ α ≦ 1,
It is.
例えば、α＝０．６、χ（ｐ）ｔ,m＝０．５の場合に、
χ（ｐ）ｔ＋１,m＝０．７（但し、χ（ｅ）ｔ,m＝１のとき）
χ（ｐ）ｔ＋１,m＝０．３（但し、χ（ｅ）ｔ,m＝０のとき）
となる。
For example, when α = 0.6 and χ (p) t, m = 0.5,
χ (p) t + 1, m = 0.7 (when χ (e) t, m = 1)
χ (p) t + 1, m = 0.3 (when χ (e) t, m = 0)
It becomes.
そこで、例えば、χ（ｐ）ｔ＋１,mが０．５以上の場合に、ｔ＋１番目の期間における区間ｍが通信区間であるとし、χ（ｐ）T＋１,mが０．５未満の場合に、ｔ＋１番目の期間における区間ｍが非通信区間であるとすることにより、非通信区間からなる非通信時間の時間長及び時間長毎の数を取得することができる。 Therefore, for example, when χ (p) t + 1, m is 0.5 or more, the section m in the t + 1-th period is a communication section, and when χ (p) T + 1, m is less than 0.5, By assuming that the section m in the (t + 1) -th period is a non-communication section, it is possible to obtain the length of non-communication time composed of non-communication sections and the number of each time length.
また、例えば、χ（ｐ）ｔ＋１,mが０．５以上の場合に、ｔ＋１番目の期間における区間ｍが通信区間であるとし、χ（ｐ）T＋１,mが０．５未満の場合に、ｔ＋１番目の期間における区間ｍが非通信区間であるとすることにより、非通信区間からなる非通信時間の時間長、及び、通信区間からなる通信時間の時間長を取得し、さらに非通信区間と通信区間との時間長を経時順に取得することにより、数列として取得することができる。 For example, when χ (p) t + 1, m is 0.5 or more, the section m in the t + 1-th period is a communication section, and when χ (p) T + 1, m is less than 0.5, By assuming that the section m in the t + 1-th period is a non-communication section, the time length of the non-communication time composed of the non-communication section and the time length of the communication time composed of the communication section are obtained, By acquiring the time length with the communication section in order of time, it can be acquired as a numerical sequence.
（本発明の無線通信装置のより詳細な例）
図６から図８、図１１から図１３、及び、図１５から図１７は、本発明の無線通信装置１００及び２００を、より詳細に説明する図である。図６等においては、エネルギーの算出は、式（１）から（１４）に基づいて行われてもよい。また、エネルギー算出に用いるトラフィックの予測は、例えば、式（１５）に基づいてもよい。
(A more detailed example of the wireless communication apparatus of the present invention)
6 to 8, FIG. 11 to FIG. 13, and FIG. 15 to FIG. 17 are diagrams for explaining the
（本発明の無線通信装置の例（その１））
図６及び図７は、時間長毎の数のテーブルを基地局が取得し、取得されたテーブルに基づき、端末局が衝突確率を計算する場合の例である。
(Example of wireless communication apparatus of the present invention (part 1))
6 and 7 are examples in the case where the base station acquires a table of numbers for each time length, and the terminal station calculates the collision probability based on the acquired table.
（本発明の無線通信装置の例（基地局・その１））
図６は、基地局の構成の例である。図６の基地局１００ａは、無線送受信処理部１１０ａ、アクセス制御部１９０ａ、及び、上位レイヤ送受信部１２０ａを有する。無線送受信処理部１１０ａは、無線による送受信を行う手段であり、上位レイヤ送受信部１２０ａは、上位層からの送受信要求を介する手段である。
(Example of wireless communication apparatus of the present invention (base station, part 1))
FIG. 6 is an example of the configuration of the base station. The
アクセス制御部１９０ａは、上位レイヤ送受信部１２０ａと無線送受信処理部１１０ａとの間に設けられ、無線送受信処理部１１０ａによって外部から受信されたデータを上位レイヤ送受信部１２０ａに伝達し、また、上位レイヤ送受信部１２０ａから入力される送信データを無線送受信処理部１１０ａに出力する。アクセス制御部１９０ａは、さらに、データが送受信される際の非通信時間を取得し、それらの時間長毎の数の統計を取得する。
The
アクセス制御部１９０ａは、統計部１８０ａ、パケット受信部１９１ａ、受信バッファ１９２ａ、ＡＣＫ送信部１９３ａ、及び、送信バッファ１９４ａを有する。パケット受信部１９１ａは、無線送受信処理部１１０ａが無線通信によって受信するパケットを受信する手段であって、受信したパケットからデータを取り出して受信バッファ１９２ａに出力し、さらに、ＡＣＫ送信部１９３ａに対してパケットを受信したことを通知する。
The
受信バッファ１９２ａは、パケット受信部１９１ａが出力するデータを一時的に格納する手段であって、上位レイヤ送受信部１２０ａの処理速度に合わせて、又は、上位レイヤ送受信部１２０ａの要求に応じてデータを出力する。
The
ＡＣＫ送信部１９３ａは、パケット受信部１９１ａからパケットを受信したことを通知されると、パケット受信に対するＡＣＫ信号を、パケット送信元の無線通信装置に対して送信する。
When notified from the
送信バッファは、上位レイヤ送受信部１２０ａが送信を要求するデータを一時的に格納する手段であって、上位レイヤ送受信部１２０ａの処理速度に合わせて、又は、上位レイヤ送受信部１２０ａの要求に応じてデータを格納し、通信速度に合わせて無線送受信処理部１１０ａに出力する。
The transmission buffer is a means for temporarily storing data that the upper layer transmission /
統計部１８０ａは、パケット受信部１９１ａのパケットの受信状況に基づき、伝送路の使用状況を統計的に取得する手段である。より詳細には、統計部１８０ａは、非通信時間（アイドル時間）の時間長毎の数を取得する。統計部１８０ａによって取得された非通信時間の時間長毎の数は、送信バッファ１９４ａに対して出力され、無線送受信処理部１１０ａによって、端末局に対して送信される。
The
（本発明の無線通信装置の例（端末局・その１））
図７は、端末局の構成の例である。図７の端末局２００ａは、無線送受信処理部２１０ａ、アクセス制御部２９０ａ、及び、上位レイヤ送受信部２２０ａを有する。無線送受信処理部２１０ａは、無線による送受信を行う手段であり、上位レイヤ送受信部２２０ａは、上位層からの送受信要求を介する手段である。
(Example of wireless communication apparatus of the present invention (terminal station, part 1))
FIG. 7 is an example of the configuration of the terminal station. The
アクセス制御部２９０ａは、上位レイヤ送受信部２２０ａと無線送受信処理部２１０ａとの間に設けられ、無線送受信処理部２１０ａによって外部から受信されたデータを上位レイヤ送受信部２２０ａに伝達し、また、上位レイヤ送受信部２２０ａから入力される送信データを無線送受信処理部２１０ａに出力する。アクセス制御部２９０は、さらに、基地局１００ａから受信した非通信時間の時間長毎の数に基づき、通信方法を決定する。
The
アクセス制御部２９０ａは、電波伝送損失計算部２８０ａ、送信電力決定部２８１ａ、送信速度計算部２８２ａ、送信時間計算部２８３ａ、割合計算部２８４ａ、衝突確率予測部２８５ａ、パケット送信方法決定部２８６ａ、パケット受信部２９１ａ、受信バッファ２９２ａ、ＡＣＫ送信部２９３ａ、及び、送信バッファ２９４ａを有する。
The
電波伝送損失計算部２８０ａは、無線送受信処理部２１０ａの無線通信の状況に基づき、伝送路の電波伝送損失を計算する。
The radio wave transmission
送信速度計算部２８２ａは、電波伝搬損失から基地局との距離を算出し、その距離と送信電力との関係で、パケットを送信する際の通信速度を算出する手段であり、送信時間計算部２８３ａは、送信速度計算部２８２ａにより算出された送信速度でパケットを送信する際の送信に係る時間、すなわちパケット送信時間を計算する手段である。
The transmission
割合計算部２８４ａは、送信時間計算部２８３ａによって計算したパケット送信時間より長い非通信時間の割合を計算する。衝突確率予測部２８６ａは、割合計算部２８４ａで計算された、パケット長より長い非通信区間の割合に基づき、送信パケット間の衝突確率を予測する。
The ratio calculation unit 284a calculates a ratio of non-communication time longer than the packet transmission time calculated by the transmission
パケット通信方法決定部２８９ａは、衝突確率予測部２８６ａで予測された衝突確率に基づき、算出された再送エネルギーを通信制御パケット送受信エネルギーとを比較することにより、パケットの送信に際して、通信権の獲得を行わない第一の無線通信方法と、通信権の獲得手順を有する第二の無線通信方法との何れか一方の方法を選択し、通信方法を決定する。
The packet communication
（本発明の無線通信装置（端末局・その１）の処理の例のフロー）
図８は、本発明の無線通信装置（端末局・その１）の処理の例のフローであって、基地局１００ａから受信する情報等に基づき、第一の無線通信方法又は第二の無線通信方法の何れか一方により、パケットの送信を行う場合の処理の例である。
(Flow of processing example of wireless communication apparatus (terminal station, part 1) of the present invention)
FIG. 8 is a flowchart of an example of processing of the wireless communication apparatus (terminal station, part 1) according to the present invention, and is based on information received from the
図８のステップＳ１０１では、割合計算部２８４ａが、無線送受信処理部２１０ａによって受信された非通信時間の時間長毎の数を、パケット受信部２９１ａ及び受信バッファ２９２ａを介して受信する。ステップＳ１０２では、送信バッファ２９４ａが、上位レイヤ送受信部１２０ａから送信要求されたデータの有無を確認する。データが無い場合には、ステップＳ１０１に進み、データがある場合には、ステップＳ１０３に進む。データの送信要求があるまで、ステップＳ１０１とステップＳ１０２を繰り返す。
In step S101 of FIG. 8, the ratio calculation unit 284a receives the number of non-communication times received by the wireless transmission /
ステップＳ１０２に続くステップＳ１０３では、電波伝搬損失計算部２８０ａが、無線通信装置１００ａ（ＡＰ）からの電波の受信レベルに基づき、電波の伝搬損失を計算し、取得する。ステップＳ１０３に続いてステップＳ１０４では、送信電力決定部２８１ａが、出力電力を最小値に設定して初期化し、さらに、送信速度計算部２８２ａが、送信速度を０として初期化する。
In step S103 following step S102, the radio wave propagation
ステップＳ１０４に続いてステップＳ１０５では、送信速度計算部２８２ａが、電波伝搬損失から基地局との距離を算出し、その距離と出力電力との関係で、送信可能な最大速度の計算を行い、送信速度を決定する。ステップＳ１０５に続いてステップＳ１０６では、送信速度計算部２８２ａが、ステップＳ１０５で決定された送信速度が、直前の送信速度と異なるか否かを判断する。送信速度が異なる場合には、ステップＳ１１１に進み、送信方法の決定等を行う。送信速度が直前の送信速度と等しい場合には、ステップＳ１０７に進む。
In step S105 following step S104, the transmission
ステップＳ１０６に続くステップＳ１０７では、送信電力決定部２８１ａが、ステップＳ１０４で初期化された送信電力に対して、１ｄＢｍを加えた値を、出力電力として設定する。なお、２回目以降に実行されるステップＳ１０７では、既に設定されている出力電力に対して、１ｄＢｍを加えた値を、新たな出力電力として設定する。ステップＳ１０７に続くステップＳ１０８では、無線送受信処理部２１０ａが、ステップＳ１０７で設定された出力電力が、無線通信装置２００ａの最大出力電力より大きいか否かを判断する。最大出力電力より大きい場合には、ステップＳ１０９に進み、最大出力電力より小さい場合には、ステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０８の処理により、最大出力電力以下の１ｄＢｍ毎の全ての電力に対応する送信可能な最大速度について、パケットの衝突によるエネルギーの損失の予測を行うことができ、最適な送信速度、送信方法、及び／又は送信時刻等を定めることができる。なお、ステップＳ１０８では、最大出力電力として、無線通信装置２００ａの最大出力電力を用いているが、本発明の無線通信装置は、この例に限らない。最大出力電力を、無線通信装置の操作者が図示しない入力手段等によって設定する構成であってもよい。また、最大出力電力を、図示しない制御部が送信パケットに含まれる送信メッセージの種類に基づき、定める構成であってもよい。
In step S107 following step S106, the transmission power determination unit 281a sets a value obtained by adding 1 dBm to the transmission power initialized in step S104 as the output power. In step S107 executed after the second time, a value obtained by adding 1 dBm to the already set output power is set as the new output power. In step S108 following step S107, the wireless transmission /
ステップＳ１０６に続くステップＳ１１１では、送信時間計算部２８３ａが、送信バッファ２９４ａに格納されているデータを、ステップＳ１０６で決定した送信速度で送信する場合の、送信に係る時間（パケット長）を計算する。
In step S111 following step S106, the transmission
ステップＳ１１１に続いてステップＳ１１２に進み、割合計算部２８４ａが、パケット受信部２９１ａより受信した、非通信時間の時間長毎の数に基づき、ステップＳ１１１で取得したパケット長より長い非通信時間の、期間Ｔに対する割合を計算して取得する。
Progressing to step S112 following step S111, the ratio calculation unit 284a receives a non-communication time longer than the packet length acquired in step S111 based on the number of non-communication time received by the
ステップＳ１１２に続いてステップＳ１１３に進み、衝突確率予測部２８６ａが、割合計算部２８４ａで取得された割合に基づき、衝突確率を予測する。
Progressing to step S113 following step S112, the collision
ステップＳ１１３に続いてステップＳ１１４に進み、パケット送信方法決定部２８９ａが、再送エネルギー（衝突による消費エネルギー）を計算し、その値（１）を取得する。なお、値（１）は、パケットを送信する際に、上記衝突確率で、通信の衝突が生じた場合に、再送に必要なエネルギー量の値である。
Progressing to step S114 following step S113, the packet transmission
ステップＳ１１４に続いてステップＳ１１５に進み、パケット送信方法決定部２８９ａが、通信制御パケット（例えば、ＲＴＳ／ＣＴＳパケット）の送受信による消費エネルギー（２）を計算し、その値（２）を取得する。
Progressing to step S115 following step S114, the packet transmission
ステップＳ１１５に続いてステップＳ１１６に進み、パケット送信方法決定部２８９ａが、ステップＳ１１４で取得されたエネルギーの値（１）と、ステップＳ１１５で取得されたエネルギーの値（２）とを比較し、（１）≦（２）の場合には、ステップＳ１１７に進み、（１）＞（２）の場合には、ステップＳ１１８に進む。
Progressing to step S116 following step S115, the packet transmission
ステップＳ１１６に続くステップＳ１１７では、パケット送信方法決定部２８９ａが、パケットの送信に際して第一の無線通信方法によることを決定する。一方、ステップＳ１１６に続くステップＳ１１８では、パケット送信方法決定部２８９ａが、パケットの送信に際して第二の無線通信方法によることを決定する。
In step S117 following step S116, the packet transmission
ステップＳ１１７又はステップＳ１１８に続いて、ステップＳ１１９に進み、送信電力決定部２８１ａが、ステップＳ１０５において新たに決定された送信速度で、ステップＳ１１６により決定された送信方法によりパケットを送受信した場合の消費エネルギーを計算する。第一の無線通信方法による場合の消費エネルギーは、送信パケットの送信に要するエネルギー及び再送エネルギーであり、第二の無線通信方法による場合の消費エネルギーは、送信パケットの送信に要するエネルギー及び通信制御パケットの送受信に要するエネルギーである。 Continuing to step S117 or step S118, the process proceeds to step S119, where the transmission power determining unit 281a transmits / receives a packet by the transmission method determined in step S116 at the transmission speed newly determined in step S105. Calculate The energy consumption in the case of the first wireless communication method is the energy and retransmission energy required for transmission of the transmission packet, and the energy consumption in the case of the second wireless communication method is the energy and communication control packet required for transmission of the transmission packet. This is the energy required for transmission / reception.
ステップＳ１１９に続いてステップＳ１２０に進み、送信電力決定部２８１ａが、ステップＳ１１９で計算されたエネルギーの値と、図示しない記憶部に記憶されている、送信速度、出力電力、及び、送信方法によりパケットを送信した場合の消費エネルギーの値とを比較し、ステップＳ１１９で計算されたエネルギーの値が小さい場合には、ステップＳ１２１に進み、そうでない場合には、ステップＳ１０７に進む。 Proceeding to step S120 following step S119, the transmission power determination unit 281a performs packet transmission based on the energy value calculated in step S119 and the transmission speed, output power, and transmission method stored in the storage unit (not shown). Is compared with the value of the energy consumption when transmitting, and if the energy value calculated in step S119 is small, the process proceeds to step S121, and if not, the process proceeds to step S107.
ステップＳ１２０に続いてステップＳ１２１に進み、送信速度計算部２８２ａが、ステップＳ１０５で決定された送信速度が、送信しようとするデータに対して求められる送信速度に対応しているか否かを判断する。対応している場合には、ステップＳ１２２に進み、対応していない場合には、ステップＳ１０７に進む。
Proceeding to step S121 following step S120, the transmission
なお、送信しようとするデータに対して定められる送信速度の例として、例えば、メールの送受信、ウェブ閲覧、掲示板、チャット、及び、遠隔制御等は数Ｍｂｐｓ程度が好適である。また、送信しようとするデータに対して求められる送信速度として、例えば、アプリケーション毎に定められる最大の遅延速度を用いてもよい。例えば、ＶｏＩＰ電話等は、許容される遅延時間が少ない。 As an example of the transmission speed determined for the data to be transmitted, for example, about several Mbps is suitable for mail transmission / reception, web browsing, bulletin board, chat, remote control and the like. Further, for example, a maximum delay rate determined for each application may be used as a transmission rate required for data to be transmitted. For example, a VoIP telephone or the like has a small allowable delay time.
ステップＳ１２１に続くステップＳ１２２では、アクセス制御部２９０ａの図示しない制御部が、送信速度、出力電力、及び、送信方法の組合せが定まったことを判断し、無線送受信処理部２１０ａが送信する際の条件を、その組合せによるものに変更し、図示しない記憶部に記憶させ、ステップＳ１０７に進む。
In step S122 following step S121, the control unit (not shown) of the
以上のステップＳ１０４からステップＳ１０７の処理を、最大出力電力となるまで繰り返すことにより、最小の消費エネルギーで送信できる、送信速度、出力電力、及び、送信方法の組合せが得られる。 By repeating the processes from step S104 to step S107 until the maximum output power is reached, a combination of transmission speed, output power, and transmission method that can be transmitted with minimum energy consumption is obtained.
一方、ステップＳ１０８に続くステップＳ１０９では、無線送受信処理部２１０ａが、最終的に図示しない記憶部に記憶されている送信速度、送信方法、出力電力の組合せで、送信バッファ２９４ａに格納されているデータをパケットとして送信する。
On the other hand, in step S109 following step S108, the wireless transmission /
（第一の無線通信方法を説明する図）
図９及び図１０は、第一の無線通信方法及び第二の無線通信方法を、それぞれ説明する図である。図９は、第一の無線通信方法を説明する図であって、データの送信に際して通信権の獲得手順を含まない無線通信方法の図である。
(Figure explaining the first wireless communication method)
9 and 10 are diagrams for explaining the first wireless communication method and the second wireless communication method, respectively. FIG. 9 is a diagram for explaining the first wireless communication method, and is a diagram of a wireless communication method that does not include a communication right acquisition procedure when data is transmitted.
図９では、データを送信する通信端末（端末局）が、ＡＰ（基地局）に対して、制御パケット等の送信をすることなく、データの本体を送信する。ＡＰは、そのデータの受信が終了すると、ＡＣＫパケットを送信する。 In FIG. 9, a communication terminal (terminal station) that transmits data transmits the main body of the data without transmitting a control packet or the like to the AP (base station). When receiving the data, the AP transmits an ACK packet.
（第二の無線通信方法を説明する図）
図１０は、第二の無線通信方法を説明する図であって、データの送信に際して通信権の獲得手順を有する無線通信方法の図である。図１０では、データを送信する通信端末（端末局）が、ＡＰ（基地局）に対して、データの送信に先立ってＲＴＳ（Ｒｅｑｕｅｓｔ ｔｏ Ｓｅｎｄ）パケットを送信する。ＲＴＳパケットは、ＡＰが受信する他に、通信端末の電波圏内にある他の端末によっても受信される。ＲＴＳパケットを受信した他の端末は、データの送信を行わないＮＡＶ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｖｅｃｔｏｒ）期間に入る。
(Figure for explaining the second wireless communication method)
FIG. 10 is a diagram for explaining a second wireless communication method, and is a diagram of a wireless communication method having a communication right acquisition procedure when data is transmitted. In FIG. 10, a communication terminal (terminal station) that transmits data transmits an RTS (Request to Send) packet prior to data transmission to an AP (base station). In addition to being received by the AP, the RTS packet is also received by other terminals within the radio wave range of the communication terminal. Other terminals that have received the RTS packet enter a NAV (Network Allocation Vector) period during which no data is transmitted.
一方、ＲＴＳパケットを受信したＡＰは、通信端末に対してＣＴＳ（Ｃｌｅａｒ ｔｏ Ｓｅｎｄ）パケットを送信する。ＣＴＳパケットは、通信端末によって受信される他に、他の端末によっても受信される。ＣＴＳパケットを受信した端末のうち、ＲＴＳパケットの受信によってＮＡＶ期間になっている端末の他の端末は、ＣＴＳパケットの受信に基づき、ＮＡＶ期間に入る。 On the other hand, the AP that has received the RTS packet transmits a CTS (Clear to Send) packet to the communication terminal. In addition to being received by the communication terminal, the CTS packet is also received by other terminals. Among the terminals that have received the CTS packet, other terminals that are in the NAV period due to the reception of the RTS packet enter the NAV period based on the reception of the CTS packet.
ＲＴＳパケットを送信した後、ＡＰよりＣＴＳパケットを受信した通信端末は、データのパケットを送信する。ＡＰは、データの受信が終了すると、ＡＣＫパケットを送信する。 After transmitting the RTS packet, the communication terminal that has received the CTS packet from the AP transmits a data packet. When the data reception is completed, the AP transmits an ACK packet.
ＲＴＳパケット又はＣＴＳパケットの受信に基づき、ＮＡＶ期間に入っていた他の端末は、ＲＴＳパケット又はＣＴＳパケットに含まれる期間が経過した後、データの送信を行うことが可能になる。 Based on the reception of the RTS packet or the CTS packet, other terminals that have entered the NAV period can transmit data after the period included in the RTS packet or the CTS packet has elapsed.
（本発明の無線通信装置の例（基地局・その２））
図１１及び図１２は、図４及び図５で説明した、非通信時間の時間長毎の数のテーブル及びパケット送信時間毎の衝突確率を取得する無線通信装置の例であって、基地局が、時間長毎の数のテーブルに基づく時間長毎の衝突確率の予測を行う場合の例である。
(Example of wireless communication apparatus of the present invention (base station, part 2))
FIGS. 11 and 12 are examples of wireless communication apparatuses that acquire the table of the number for each time length of the non-communication time and the collision probability for each packet transmission time described in FIGS. 4 and 5. It is an example in the case of predicting the collision probability for each time length based on the table of the number for each time length.
図１１は、基地局の構成の例である。図１１の基地局１００ｂは、図６の基地局１００ａと似た構成であるが、アクセス制御部１９０ｂに確率計算部１８１ｂが含まれている点が、基地局１００ａとは異なっている。そこで、ここでは、確率計算部１８１ｂに係る説明を行い、他は省略する。
FIG. 11 is an example of the configuration of the base station. The
確率計算部１８１ｂは、統計部１８０ｂによって取得された時間長毎の数に基づき、所定の時間長毎に、通信の衝突確率の計算を行う。所定の時間長とは、例えば、想定される複数のパケット送信時間である。衝突確率の計算は、上述の「＜４＞衝突確率の予測」に記載の手順によって行うとよい。確率計算部１８１ｂは、計算した衝突確率を送信バッファ１９４ｂに出力する。
The probability calculation unit 181b calculates a communication collision probability for each predetermined time length based on the number for each time length acquired by the
無線送受信処理部１１０ｂは、送信バッファ１９４ｂに出力された衝突確率を、端末局に対して送信する。
The radio transmission /
（本発明の無線通信装置の例（端末局・その２））
図１２は、図１１の基地局より受信した送信時間毎の衝突確率に基づき、第一の無線通信方法と、第二の無線通信方法とを選択する端末局の構成の例である。図１２の端末局２００ｂは、図７の端末局２００ａと似た構成であるが、アクセス制御部２９０ｂに割合計算部がなく、受信した衝突確率を用いる点が異なっている。そこで、ここでは、受信した送信時間毎の衝突確率を用いて、送信パケットの衝突確率を求める処理に係る部分の説明を行い、他は省略する。
(Example of wireless communication apparatus of the present invention (terminal station, part 2))
FIG. 12 is an example of a configuration of a terminal station that selects the first wireless communication method and the second wireless communication method based on the collision probability for each transmission time received from the base station of FIG. The
送信時間計算部２８３ｂは、送信しようとするデータのパケット送信時間を計算して、衝突確率予測部２８６ｂに対して出力する。衝突確率予測部２８６ｂは、受信バッファ２９２ｂより、基地局１００ｂが計算し、無線送受信処理部２０１ｂによって受信された送信時間毎の衝突確率を取得し、送信したいパケットの送信時間に対応する衝突確率を参照することにより、衝突確率の予測を行う。
The transmission time calculation unit 283b calculates a packet transmission time of data to be transmitted and outputs the packet transmission time to the collision
以上の処理により、衝突確率が得られ、データを送信するのに好適な送信速度、出力電力、及び、無線通信方法を決定することができる。 With the above processing, a collision probability is obtained, and a transmission speed, output power, and radio communication method suitable for transmitting data can be determined.
（本発明の無線通信装置（端末局・その２）の処理の例のフロー）
図１３は、本発明の無線通信装置（端末局・その２）の処理の例のフローであって、基地局１００ｂから受信する情報等に基づき、第一の無線通信方法又は第二の無線通信方法の何れか一方により、パケットの送信を行う場合の処理の例である。
(Flow of processing example of wireless communication apparatus (terminal station, part 2) of the present invention)
FIG. 13 is a flowchart of an example of processing of the wireless communication apparatus (terminal station, part 2) according to the present invention. Based on the information received from the
図１３において、ステップＳ２０２からステップＳ２０９、及び、ステップＳ２１３からステップＳ２２１は、図８における、ステップＳ１０２からステップＳ１０９、及び、ステップＳ１１４からステップＳ１２２の処理と同一であるので、ここでは説明を省略する。 In FIG. 13, steps S202 to S209 and steps S213 to S221 are the same as the processes of steps S102 to S109 and steps S114 to S122 in FIG. .
ステップＳ２０１では、衝突確率予測部２８６ｂが、無線送受信処理部２１０ｂによって受信された非通信時間の時間長毎の数を、パケット受信部２９１ｂ及び受信バッファ２９２ｂを介して受信する。
In step S201, the collision
ステップＳ２１１では、送信時間計算部２８３ｂが、送信バッファ２９４ｂに格納されているデータを、ステップＳ２０６で決定した送信速度で送信する場合の、パケット送信時間を計算する。
In step S211, the transmission time calculation unit 283b calculates the packet transmission time when the data stored in the
ステップＳ２１１に続いてステップＳ２１２に進み、衝突確率予測部２８６ｂが、基地局１１０ｂより受信された、パケット送信時間毎の衝突確率を参照して、ステップＳ２１１で計算されたパケット送信時間を要するデータを送信する際の衝突確率を予測する。
Progressing to step S212 following step S211, the collision
ステップＳ２１２に続いてステップＳ２１３からステップＳ２２１の処理を行うことにより、送信速度、出力電力、及び、無線通信方法の好適な組合せを得ることができる。 By performing the processing from step S213 to step S221 following step S212, a suitable combination of transmission speed, output power, and wireless communication method can be obtained.
（期間Ｔにおける通信時間等の例）
図１４は、所定の周期（Ｔ）における期間Ｔの次の期間の非通信時間及び非通信時間毎の確率を説明する図である。図１４では、期間Ｔの次の期間として、次のＸｗｉｎｄｏｗ期間における非通信時間の情報を取得している。図１４の例では、次のＸｗｉｎｄｏｗ期間の始めから順に、２、４、４、５、１３、１０、、、４、９、５、９、１７、１９というように通信時間と非通信時間の各時間長が時系列で表されている。図１４には、さらに、各通信時間及び各非通信時間における通信の発生確率pがそれぞれ示されている。
(Example of communication time in period T)
FIG. 14 is a diagram for explaining the non-communication time and the probability for each non-communication time in the period following the period T in the predetermined cycle (T). In FIG. 14, as the next period of the period T, information on the non-communication time in the next Xwindow period is acquired. In the example of FIG. 14, communication time and non-communication time of 2, 4, 4, 5, 13, 10, 4, 4, 9, 5, 9, 17, 19 in order from the beginning of the next Xwindow period. Each time length is represented in time series. FIG. 14 further shows the occurrence probability p of communication at each communication time and each non-communication time.
図１４に示す各時間長は、例えば、上述の（予測方法の例）により予測される各通信区間と各非通信区間とを集計することによって取得されてもよい。さらに、通信の発生確率pは、例えば、式（１５）により算出される各区間における通信の発生確率ｘ（ｐ）を利用して取得されてもよい。より具体的には、例えば、各通信時間及び各通信時間に含まれる各通信区間及び各非通信区間における通信の発生確率ｘ（ｐ）の平均値を各通信時間及び各通信時間における通信の発生確率pとしてもよく、あるいは、各通信時間及び各通信時間に含まれる各通信区間及び各非通信区間における通信の発生確率ｘ（ｐ）の内最も高い発生確率ｘ（ｐ）を各通信時間及び各通信時間における通信の発生確率pとしてもよい。 Each time length shown in FIG. 14 may be acquired by, for example, totaling each communication section and each non-communication section predicted by the above-described (example of prediction method). Further, the communication occurrence probability p may be acquired by using, for example, the communication occurrence probability x (p) in each section calculated by Expression (15). More specifically, for example, the average value of the occurrence probability x (p) of communication in each communication period and each communication period and each non-communication period included in each communication time is the communication occurrence in each communication time and each communication time. Probability p may be used, or the highest occurrence probability x (p) of communication occurrence probability x (p) in each communication period and each communication period and each non-communication period included in each communication time and each communication time is defined as each communication time and It is good also as communication generation probability p in each communication time.
（本発明の無線通信装置の例（基地局・その３））
図１５及び図１６は、図１４で説明した、通信時間及び非通信時間の時系列と、各通信時間及び各非通信時間における通信の発生確率を取得する無線通信装置の例である。
(Example of wireless communication apparatus of the present invention (base station, part 3))
FIGS. 15 and 16 are examples of wireless communication apparatuses that acquire the time series of communication time and non-communication time and the occurrence probability of communication at each communication time and non-communication time described in FIG.
図１５は、基地局の構成の例である。図１５の基地局１００ｄは、パケット受信部１９１ｄの受信状況に基づき、次のＸＷｉｎｄｏｗ期間における通信時間と非通信時間の区間毎の予測を行う。基地局１００ｄは、図６における基地局１００aに対して、統計部１８０aに代えて予測部１８０ｄと時系列及び重み生成部１８１ｄとを有する。その他の処理部は、基地局１００aと略同一の機能及び構成であるので、ここでは説明を省略する。
FIG. 15 is an example of the configuration of the base station. The base station 100d in FIG. 15 performs prediction for each section of communication time and non-communication time in the next XWindow period based on the reception status of the
予測部１８０ｄは、パケット受信部１９１ｄの受信状況に基づき、所定の周期（Ｔ（ＸＷｉｎｄｏｗ））毎に、ＸＷｉｎｄｏｗ期間において通信時間及び非通信時間を取得し、次の期間における通信状況を予測する。
Based on the reception status of the
時系列及び重み生成部１８１ｄは、予測部１８０ｄによって予測された通信状況を集計して通信時間及び非通信時間の時系列を生成するとともに、通信時間と非通信時間毎に、通信の発生確率を予測して、時系列及び通信の発生確率を送信バッファ１９４ｄに出力する。
The time series and
無線送受信処理部１１０ｄは、送信バッファ１９４ｄに出力された時系列及び通信の発生確率を、端末局に対して送信する。
The radio transmission /
（本発明の無線通信装置の例（端末局・その３））
図１６は、端末局の構成の例である。図１６の端末局２００ｄは、図７の端末局２００aと送信時刻決定部２８５ｄ及び衝突確率予測部２８６ｄ以外は同様の構成であるため、ここでは、送信時刻決定部２８５ｄ及び衝突確率予測部２８６ｄに係る説明を行い、他は省略する。
(Example of wireless communication apparatus of the present invention (terminal station, part 3))
FIG. 16 is an example of the configuration of the terminal station. The
送信時刻決定部２８５ｄは、基地局１００ｄから受信された通信時間と非通信時間とからなる時系列に基づき、送信しようとするパケットのパケット送信時間より長い非通信時間のＸＷｉｎｄｏｗ期間における開始時刻を、送信時刻の候補として決定する。
The transmission
衝突確率予測部２８６ｄは、基地局１００ｄから受信された通信の発生確率に基づき、候補となった各送信時刻に送信パケットを送信した場合の衝突確率を、それぞれ予測する。この場合、各送信時刻に対応する時系列上の各非通信時間における通信の発生確率を送信パケットの衝突確率として予測するとよい。
The collision
（本発明の無線通信装置（端末局・その３）の処理の例のフロー）
図１７は、本発明の無線通信装置（端末局・その３）の処理の例のフローであって、基地局１００ｄから受信する情報等に基づき、第一の無線通信方法又は第二の無線通信方法の何れか一方により、パケットの送信を行う場合の処理の例である。図１７のステップＳ４０１及びステップＳ４１３からステップＳ４１７以外の処理は、図８に示す処理の例のフローと同様であるため、ここでは説明を省略する。
(Flow of processing example of wireless communication apparatus (terminal station, part 3) of the present invention)
FIG. 17 is a flowchart of an example of processing of the wireless communication device (terminal station, part 3) according to the present invention. The first wireless communication method or the second wireless communication is based on information received from the base station 100d. It is an example of the process in the case of transmitting a packet by either one of the methods. Processes other than step S401 and step S413 to step S417 in FIG. 17 are the same as the flow of the process example shown in FIG.
ステップＳ４０１では、送信時刻決定部２８５ｄが、無線送受信処理部２１０ｄによって受信された通信時間及び非通信時間の時系列と各通信時間及び各非通信時間における通信の発生確率とを、パケット受信部２９１ｄ及び受信バッファ２９２ｄを介して受信する。
In step S401, the transmission
ステップＳ４１３では、送信時刻決定部２８５ｄが、通信時間と非通信時間の時系列から、ステップＳ４１１で計算されたパケット送信時間よりも長い非通信時間のＸＷｉｎｄｏｗ期間における開始時刻を取得し、さらに、その非通信時間に対応する通信の発生確率から衝突確率を取得する。
In step S413, the transmission
ステップＳ４１３に続いてステップＳ４１４に進み、送信時刻決定部２８５ｄが、ステップＳ４１３で取得した非通信時間のうち、衝突しない確率が最も高い時間を選択し、その開始時刻を送信時刻とする。ステップＳ４１４に続いてステップＳ４１６に進み、送信時刻決定部２８５ｄが、送信するデータが、ステップＳ４１４で決定した送信時刻まで送信遅延が許容されるか否かを判断する。送信遅延が許容されるか否かは、アプリケーション毎に記憶部に記憶されている許容時間に基づいて判断される。送信遅延が許容される場合は、ステップＳ４１７に進み、送信遅延が許容されない場合は、ステップＳ４１５に進む。ステップＳ４１５では、ステップＳ４１４又は直前のステップＳ４１５で選択された送信時刻よりも前の時刻であって、衝突しない確率が次に高い時刻を選択する。ステップＳ４１５とステップＳ４１６の処理を繰り返すことにより、好適な送信時刻を決定することができる。
Proceeding to step S414 following step S413, the transmission
ステップＳ４１６に続くステップＳ４１７では、パケット送信方法決定部２８９ｄが、ステップS４１４〜S４１６により決定された送信時刻に送信パケットを送信し、衝突が生じた場合の再送エネルギーを計算し、その値（１）を取得する。
In step S417 following step S416, the packet transmission
以上の処理により、好適な時刻に好適な通信方法によって無線通信を行うことができる。 Through the above processing, wireless communication can be performed by a suitable communication method at a suitable time.
なお、図６以降で説明した本発明の無線通信装置と、図２における本発明の無線通信装置との対応は、以下の通りである。統計部１８０、予測部１９０、確率計算部１８１ｂ、時系列及び重み生成部１８１ｄは、トラフィック予測手段１４０に対応する。パケット受信部１９１、受信バッファ１９２、ＡＣＫ送信部１９３、送信バッファ１９４は、送受信手段１１０に対応する。また、電波伝搬損失計算部２８０、送信電力決定部２８１、送信速度計算部２８２、送信時間計算部２８３、及び、衝突確率予測部２８６は、エネルギー算出手段２４０に対応する。送信時刻決定部２８５は、非通信時刻取得手段２６０に対応する。パケット送信方法決定部２８９は、送信制御手段２２０に対応する。パケット受信部２９１、受信バッファ２０２、ＡＣＫ送信部２９３、及び、送信バッファ２９４は、送受信手段２１０に対応する。
The correspondence between the wireless communication apparatus of the present invention described in FIG. 6 and the following and the wireless communication apparatus of the present invention in FIG. 2 is as follows. The statistical unit 180, the prediction unit 190, the probability calculation unit 181 b, and the time series and
以上、発明を実施するための最良の形態について説明を行ったが、本発明は、この最良の形態で述べた実施の形態に限定されるものではない。本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することが可能である。 Although the best mode for carrying out the invention has been described above, the present invention is not limited to the embodiment described in the best mode. Modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ 無線通信装置
２００、２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、２００ｄ 無線通信装置
１１０、２１０ 送受信手段
１１１、２１１ 無線通信手段
１１２ 有線通信手段
１２１ 制御情報送信手段
１４０ トラフィック予測手段
１４２、２４２ 予測手段
１４４，２４４ 確率予測手段
２２０ 送信制御手段
２４０ エネルギー算出手段
２４２ 予測手段
２４４ 確率取得手段
２６０ 非通信時刻取得手段
２７０ 記憶手段
２７２ 遅延時間保持手段
１８０ａ、１８０ｂ 統計部
１８０ｃ、１８０ｄ 予測部
１８１ｂ 確率計算部
１８１ｃ 時系列情報生成部
１８１ｄ 時系列及び重み生成部
１９０ａ、１９０ｂ、１９０ｃ、１９０ｄ アクセス制御手段
１９１ａ、１９１ｂ、１９１ｃ、１９１ｄ パケット受信部
１９２ａ、１９２ｂ、１９２ｃ、１９２ｄ 受信バッファ
１９３ａ、１９３ｂ、１９３ｃ、１９３ｄ ＡＣＫ送信部
１９４ａ、１９４ｂ、１９４ｃ、１９４ｄ 送信バッファ
２８０ａ、２８０ｂ、２８０ｃ、２８０ｄ 電波伝搬損失計算部
２８１ａ、２８１ｂ、２８１ｃ、２８１ｄ 送信電力決定部
２８２ａ、２８２ｂ、２８２ｃ、２８２ｄ 送信速度計算部
２８３ａ、２８３ｂ、２８３ｃ、２８３ｄ 送信時間計算部
２８４ａ 割合計算部
２８５ｃ、２８５ｄ、 送信時刻決定部
２８６ａ、２８６ｂ、２８６ｄ 衝突確率予測部
２８９ａ、２８９ｂ、２８９ｃ、２８９ｄ パケット送信方法決定部
２９０ａ、２９０ｂ、２９０ｃ、２９０ｄ アクセス制御手段
２９１ａ、２９１ｂ、２９１ｃ、２９１ｄ パケット受信部
２９２ａ、２９２ｂ、２９２ｃ、２９２ｄ 受信バッファ
２９３ａ、２９３ｂ、２９３ｃ、２９３ｄ ＡＣＫ送信部
２９４ａ、２９４ｂ、２９４ｃ、２９４ｄ 送信バッファ
100, 100a, 100b, 100c, 100d Wireless communication device 200, 200a, 200b, 200c, 200d Wireless communication device 110, 210 Transmission / reception means 111, 211 Wireless communication means 112 Wired communication means 121 Control information transmission means 140 Traffic prediction means 142, 242 Prediction means 144, 244 Probability prediction means 220 Transmission control means 240 Energy calculation means 242 Prediction means 244 Probability acquisition means 260 Non-communication time acquisition means 270 Storage means 272 Delay time holding means 180a, 180b Statistics part 180c, 180d Prediction part 181b Probability Calculation unit 181c Time series information generation unit 181d Time series and weight generation units 190a, 190b, 190c, 190d Access control means 191a, 191b, 191c, 191d Packet reception units 192a, 1 2b, 192c, 192d Receive buffer 193a, 193b, 193c, 193d ACK transmitter 194a, 194b, 194c, 194d Transmit buffer 280a, 280b, 280c, 280d Radio wave propagation loss calculator 281a, 281b, 281c, 281d Transmit power determiner 282a , 282b, 282c, 282d Transmission rate calculation unit 283a, 283b, 283c, 283d Transmission time calculation unit 284a Ratio calculation unit 285c, 285d, transmission time determination unit 286a, 286b, 286d Collision probability prediction unit 289a, 289b, 289c, 289d packet Transmission method determination unit 290a, 290b, 290c, 290d Access control means 291a, 291b, 291c, 291d Packet reception unit 292a, 292b, 292c, 292d Reception buffer 293a, 293b, 293c, 293d ACK transmission unit 294a, 294b, 294c, 294d transmit buffer
Claims (11)
前記送受信手段によるパケットの送信を制御する送信制御手段と、
現在より後の所定期間に対する通信ネットワークのトラフィック状態の予測に基づく前記送信パケットの衝突確率に基づき、前記送信パケットの送信が衝突した場合の前記送信パケットの再送に係る再送エネルギーと、通信制御パケットの送受信に係る通信制御パケット送受信エネルギーとを算出するエネルギー算出手段とを有し、
前記送信制御手段は、前記再送エネルギーと前記通信制御パケット送受信エネルギーとの比較に基づき、前記通信制御パケットの送信を行うように前記送受信手段を制御することを特徴とする無線通信装置。 A transmission / reception means for transmitting / receiving a transmission packet including a transmission message or a communication control packet including communication control information for another wireless communication device;
Transmission control means for controlling transmission of packets by the transmission / reception means;
Based on the collision probability of the transmission packet based on the prediction of the traffic state of the communication network for a predetermined period after the present, retransmission energy related to retransmission of the transmission packet when transmission of the transmission packet collides, and communication control packet Energy calculation means for calculating communication control packet transmission / reception energy related to transmission / reception,
The transmission control means controls the transmission / reception means to transmit the communication control packet based on a comparison between the retransmission energy and the communication control packet transmission / reception energy.
前記エネルギー算出手段は、前記送受信手段により受信された前記トラフィック状態に基づき、次の周期における前記所定期間のトラフィック状態を予測することを特徴とする請求項１又は２記載の無線通信装置。 The transmission / reception means receives traffic state information for a predetermined period from another communication device every predetermined period,
The wireless communication apparatus according to claim 1, wherein the energy calculation unit predicts a traffic state in the predetermined period in a next cycle based on the traffic state received by the transmission / reception unit.
アプリケーション毎に定められる、パケットの送信に対して許容される遅延時間を保持する遅延時間保持手段とを有し、
前記非通信時間の開始時刻までの時間が前記遅延時間より短い場合に、前記エネルギー算出手段は、前記発生確率に基づいて、前記非通信時間の開始時刻に前記送信パケットを送信する場合の前記再送エネルギーを算出すること
を特徴とする請求項６記載の無線通信装置。 Non-communication time acquisition means for acquiring a start time of a non-communication time longer than a packet transmission time required for transmission of the transmission packet, based on a traffic state of a predetermined period in the next period predicted by the energy calculation means;
Delay time holding means for holding a delay time allowed for packet transmission determined for each application;
When the time until the start time of the non-communication time is shorter than the delay time, the energy calculating means transmits the retransmission packet when transmitting the transmission packet at the start time of the non-communication time based on the occurrence probability. The wireless communication apparatus according to claim 6, wherein energy is calculated.
通信ネットワークの現在より後の所定期間に対するトラフィック状態を予測する予測手段と、
前記予測手段によって予測されたトラフィック状態に基づき、複数のパケット長毎の衝突確率情報を取得する確率取得手段と、
前記衝突確率情報を送信する制御情報送信手段と
を有することを特徴とする無線通信装置。 A transmission / reception means for transmitting / receiving a transmission packet including a transmission message or a communication control packet including communication control information for another communication terminal;
A prediction means for predicting a traffic state for a predetermined period after the present of the communication network;
Probability acquisition means for acquiring collision probability information for each of a plurality of packet lengths based on the traffic state predicted by the prediction means;
A wireless communication apparatus comprising: control information transmitting means for transmitting the collision probability information.
通信ネットワークの現在より後の所定期間に対するトラフィック状態を予測する予測ステップと、
前記予測ステップにおいて予測されたトラフィック状態に基づき、前記送信パケットの衝突確率情報を取得する衝突確率取得ステップと、
前記衝突確率情報に基づき、前記送信パケットの通信が衝突した場合に前記送信パケットの再送に係る再送エネルギーと、通信権の獲得の通信制御パケットの送受信に係る通信制御パケット送受信エネルギーとを算出するエネルギー算出ステップと、
無線通信装置が、前記送信パケットの送信を制御する送信制御ステップとを有し、
前記送信制御ステップは、前記再送エネルギーと前記通信制御パケット送受信エネルギーとの比較に基づき、前記通信制御パケットの送信を行うことを特徴とする無線通信方法。 A wireless communication method for transmitting and receiving a transmission packet including a transmission message or a communication control packet including communication control information for another wireless communication device between a plurality of wireless communication devices,
A prediction step for predicting traffic conditions for a predetermined period of time after the present of the communication network;
A collision probability acquisition step of acquiring collision probability information of the transmission packet based on the traffic state predicted in the prediction step;
Energy for calculating retransmission energy related to retransmission of the transmission packet and communication control packet transmission / reception energy related to transmission / reception of a communication control packet for acquiring a communication right when communication of the transmission packet collides based on the collision probability information A calculation step;
A wireless communication device includes a transmission control step for controlling transmission of the transmission packet;
The transmission control step transmits the communication control packet based on a comparison between the retransmission energy and the communication control packet transmission / reception energy.
送信メッセージを含む送信パケット又は他の通信端末に対する通信制御情報を含む通信制御パケットの送受信を行う送受信手段と、
前記送受信手段によるパケットの送信を制御する送信制御手段と、
現在より後の所定期間に対する通信ネットワークのトラフィック状態の予測に基づく前記送信パケットの衝突確率に基づき、前記送信パケットの送信が衝突した場合に前記送信パケットの再送に係る再送エネルギーと、通信権の獲得の通信制御パケットの送受信に係る通信制御パケット送受信エネルギーとを算出するエネルギー算出手段として機能させ、
前記送信制御手段は、前記再送エネルギーと前記通信制御パケット送受信エネルギーとの比較に基づき、前記通信制御パケットの送信を行うように前記送受信手段を制御することを特徴とする無線通信プログラム。 Computer
A transmission / reception means for transmitting / receiving a transmission packet including a transmission message or a communication control packet including communication control information for another communication terminal;
Transmission control means for controlling transmission of packets by the transmission / reception means;
Based on the collision probability of the transmission packet based on the prediction of the traffic state of the communication network for a predetermined period after the present, when the transmission of the transmission packet collides, retransmission energy for retransmission of the transmission packet and acquisition of the communication right Functioning as energy calculating means for calculating communication control packet transmission / reception energy related to transmission / reception of communication control packets of
The transmission control unit controls the transmission / reception unit to transmit the communication control packet based on a comparison between the retransmission energy and the communication control packet transmission / reception energy.
他の通信端末に対して通信の制御情報を送信する制御情報送信手段と、
送信メッセージを含む送信パケット又は他の通信端末に対する通信制御情報を含む通信制御パケットの送受信を行う送受信手段と、
通信ネットワークの現在より後の所定期間に対するトラフィック状態を予測する予測手段と、
前記予測手段によって予測されたトラフィック状態に基づき、複数のパケット長毎の衝突確率情報を取得する確率取得手段として機能させ、
前記制御情報送信手段は、前記制御情報と、前記衝突確率情報とを送信するように前記送受信手段を制御することを特徴とする無線通信プログラム。 Computer
Control information transmission means for transmitting communication control information to other communication terminals;
A transmission / reception means for transmitting / receiving a transmission packet including a transmission message or a communication control packet including communication control information for another communication terminal;
A prediction means for predicting a traffic state for a predetermined period after the present of the communication network;
Based on the traffic state predicted by the prediction means, function as probability acquisition means for acquiring collision probability information for each of a plurality of packet lengths,
The control information transmitting unit controls the transmitting / receiving unit to transmit the control information and the collision probability information.
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