(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクセスポイントと、複数の端末とを含む無線通信システムであって、
前記アクセスポイントは、
前記複数の端末の各々を、高速通信を要求する端末を含む第１の仮想グループと、省電力通信を要求する端末を含む第２の仮想グループのいずれかに分割するために、前記第１または第２の仮想グループそれぞれに属する端末識別情報と、該端末識別情報を持つ前記端末の通信期間を特定する情報とを関係付けた仮想グループ設定情報を含む制御パケットをブロードキャストする制御パケット送信手段を備え、
前記端末は、
前記制御パケットを受信する制御パケット受信手段と、
自己の端末識別情報と一致する前記制御パケットに含まれる前記端末識別情報に関係付けられた前記通信期間において、前記アクセスポイントとの間で通信を行う通信手段とを備え、
前記制御パケット送信手段は、全ての仮想グループの送受信期間が終了する通信周期において前記第２の仮想グループに属する前記端末がスリープモードに入る割合と、前記第１の仮想グループに属する前記端末の数及び前記第２の仮想グループに属する前記端末の数とに基づいて、前記第１の仮想グループに属する前記端末の前記通信期間を、前記第２の仮想グループに属する前記端末の通信期間より長くなるように設定することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
アクセスポイントと、複数の端末とを含む無線通信システムであって、
前記アクセスポイントは、
前記複数の端末の各々を、低遅延通信を要求する端末を含む第１の仮想グループと、省電力通信を要求する端末を含む第２の仮想グループのいずれかに分割するために、前記第１または第２の仮想グループそれぞれに属する端末識別情報と、該端末識別情報を持つ前記端末の通信期間を特定する情報とを関係付けた仮想グループ設定情報を含む制御パケットをブロードキャストする制御パケット送信手段を備え、
前記端末は、
前記制御パケットを受信する制御パケット受信手段と、
自己の端末識別情報と一致する前記制御パケットに含まれる前記端末識別情報に関係付けられた前記通信期間において、前記アクセスポイントとの間で通信を行う通信手段とを備え、
前記制御パケット送信手段は、全ての仮想グループの送受信期間が終了する通信周期において、前記第１の仮想グループに属する前記端末の前記通信期間を、前記第２の仮想グループに属する前記端末の通信期間より長く設定するとともに、前記第１の仮想グループの通信期間を、送信区間と受信区間とからなる複数の送受信区間に分けて配置することを特徴とする無線通信システム。
【請求項３】
アクセスポイントと、複数の端末とを含む無線通信システムにおけるアクセスポイントとして動作する無線通信装置であって、
前記複数の端末の各々を、高速通信を要求する端末を含む第１の仮想グループと、省電力通信を要求する端末を含む第２の仮想グループのいずれかに分割するために、前記第１または第２の仮想グループそれぞれに属する端末識別情報と、該端末識別情報を持つ前記端末の通信期間を特定する情報とを関係付けた仮想グループ設定情報を含む制御パケットをブロードキャストする制御パケット送信手段を備え、
前記制御パケット送信手段は、全ての仮想グループの送受信期間が終了する通信周期において前記第２の仮想グループに属する前記端末がスリープモードに入る割合と、前記第１の仮想グループに属する前記端末の数及び前記第２の仮想グループに属する前記端末の数とに基づいて、前記第１の仮想グループに属する前記端末の前記通信期間を、前記第２の仮想グループに属する前記端末の通信期間より長くなるように設定することを特徴とする無線通信装置。
【請求項４】
アクセスポイントと、複数の端末とを含む無線通信システムにおけるアクセスポイントとして動作する無線通信装置であって、
前記複数の端末の各々を、低遅延通信を要求する端末を含む第１の仮想グループと、省電力通信を要求する端末を含む第２の仮想グループのいずれかに分割するために、前記第１または第２の仮想グループそれぞれに属する端末識別情報と、該端末識別情報を持つ前記端末の通信期間を特定する情報とを関係付けた仮想グループ設定情報を含む制御パケットをブロードキャストする制御パケット送信手段を備え、
前記制御パケット送信手段は、全ての仮想グループの送受信期間が終了する通信周期において、前記第１の仮想グループに属する前記端末の前記通信期間を、前記第２の仮想グループに属する前記端末の通信期間より長く設定するとともに、前記第１の仮想グループの通信期間を、送信区間と受信区間とからなる複数の送受信区間に分けて配置することを特徴とする無線通信装置。
【請求項５】
アクセスポイントと、複数の端末とを含む無線通信システムが行う無線通信方法であって、
前記アクセスポイントが、前記複数の端末の各々を、高速通信を要求する端末を含む第１の仮想グループと、省電力通信を要求する端末を含む第２の仮想グループのいずれかに分割するために、前記第１または第２の仮想グループそれぞれに属する端末識別情報と、該端末識別情報を持つ前記端末の通信期間を特定する情報とを関係付けた仮想グループ設定情報を含む制御パケットをブロードキャストする制御パケット送信ステップと、
前記端末が、前記制御パケットを受信する制御パケット受信ステップと、
前記端末が、自己の端末識別情報と一致する前記制御パケットに含まれる前記端末識別情報に関係付けられた前記通信期間において、前記アクセスポイントとの間で通信を行う通信ステップとを有し、
前記制御パケット送信ステップでは、全ての仮想グループの送受信期間が終了する通信周期において前記第２の仮想グループに属する前記端末がスリープモードに入る割合と、前記第１の仮想グループに属する前記端末の数及び前記第２の仮想グループに属する前記端末の数とに基づいて、前記第１の仮想グループに属する前記端末の前記通信期間を、前記第２の仮想グループに属する前記端末の通信期間より長くなるように設定することを特徴とする無線通信方法。
【請求項６】
アクセスポイントと、複数の端末とを含む無線通信システムが行う無線通信方法であって、
前記アクセスポイントが、前記複数の端末の各々を、低遅延通信を要求する端末を含む第１の仮想グループと、省電力通信を要求する端末を含む第２の仮想グループのいずれかに分割するために、前記第１または第２の仮想グループそれぞれに属する端末識別情報と、該端末識別情報を持つ前記端末の通信期間を特定する情報とを関係付けた仮想グループ設定情報を含む制御パケットをブロードキャストする制御パケット送信ステップと、
前記端末が、前記制御パケットを受信する制御パケット受信ステップと、
前記端末が、自己の端末識別情報と一致する前記制御パケットに含まれる前記端末識別情報に関係付けられた前記通信期間において、前記アクセスポイントとの間で通信を行う通信ステップとを有し、
前記制御パケット送信ステップでは、全ての仮想グループの送受信期間が終了する通信周期において、前記第１の仮想グループに属する前記端末の前記通信期間を、前記第２の仮想グループに属する前記端末の通信期間より長く設定するとともに、前記第１の仮想グループの通信期間を、送信区間と受信区間とからなる複数の送受信区間に分けて配置することを特徴とする無線通信方法。
【請求項７】
アクセスポイントと、複数の端末とを含む無線通信システムにおけるアクセスポイントとして動作する無線通信装置が行う無線通信方法であって、
前記複数の端末の各々を、高速通信を要求する端末を含む第１の仮想グループと、省電力通信を要求する端末を含む第２の仮想グループのいずれかに分割するために、前記第１または第２の仮想グループそれぞれに属する端末識別情報と、該端末識別情報を持つ前記端末の通信期間を特定する情報とを関係付けた仮想グループ設定情報を含む制御パケットをブロードキャストする制御パケット送信ステップを有し、
前記制御パケット送信ステップでは、全ての仮想グループの送受信期間が終了する通信周期において前記第２の仮想グループに属する前記端末がスリープモードに入る割合と、前記第１の仮想グループに属する前記端末の数及び前記第２の仮想グループに属する前記端末の数とに基づいて、前記第１の仮想グループに属する前記端末の前記通信期間を、前記第２の仮想グループに属する前記端末の通信期間より長くなるように設定することを特徴とする無線通信方法。
【請求項８】
アクセスポイントと、複数の端末とを含む無線通信システムにおけるアクセスポイントとして動作する無線通信装置が行う無線通信方法であって、
前記複数の端末の各々を、低遅延通信を要求する端末を含む第１の仮想グループと、省電力通信を要求する端末を含む第２の仮想グループのいずれかに分割するために、前記第１または第２の仮想グループそれぞれに属する端末識別情報と、該端末識別情報を持つ前記端末の通信期間を特定する情報とを関係付けた仮想グループ設定情報を含む制御パケットをブロードキャストする制御パケット送信ステップを有し、
前記制御パケット送信ステップでは、全ての仮想グループの送受信期間が終了する通信周期において、前記第１の仮想グループに属する前記端末の前記通信期間を、前記第２の仮想グループに属する前記端末の通信期間より長く設定するとともに、前記第１の仮想グループの通信期間を、送信区間と受信区間とからなる複数の送受信区間に分けて配置することを特徴とする無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線ＬＡＮ（Local Area Network）等の無線通信システムにおいてパケットの衝突回避を行う無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線ＬＡＮによるアクセスは、無線ＬＡＮ端末がアクセスポイント（Access Point；ＡＰ）と直接通信する１ホップ（インフラストラクチャ・モード）が主に用いられている。しかし、電波が壁や床などで反射して通信品質が不安定になる場所や障害物により電波の届かない場所があり、広い範囲で安定した通信を行うためにはアクセスポイントからの信号を安定して受信できる場所に中継局（Relay Station；ＲＳ）を導入することが有効である。
【０００３】
しかし、中継局を導入することで伝送回数が増加するため、スループットの低下や遅延時間の増大が問題となる。この問題に対して、無線ＬＡＮ端末及び中継局のＭＡＣ（Media Access Control）層とネットワーク層の中間層にネットワークコーディング（Network Coding；ＮＣ）方式を実装し、それらの無線ＬＡＮ端末並びに中継局でマルチホップネットワークを構成することで、システムスループットを向上させる取り組みがなされている。このとき、無線ＬＡＮシステムにおいてアクセスポイントの近くにありアクセスポイントと安定して通信できる状態にある無線ＬＡＮ端末は、中継局を介することなく直接アクセスポイントと通信を行うと考えられる。このようなホップ数の異なる無線ＬＡＮ端末の混在するＮＣ方式を用いた無線ＬＡＮシステムが存在する。
【０００４】
無線ＬＡＮの特性を大きく劣化させる要因の一つに無線局の同時送信による衝突が挙げられる。ＩＥＥＥ８０２．１１規格ではＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access／Collision Avoidance；搬送波感知多重アクセス／衝突回避方式）による自律分散制御が行われている。ＣＳＭＡ／ＣＡではそれぞれの無線ＬＡＮ端末がキャリアセンスにより他の無線ＬＡＮ端末の送信状況を把握し、送信タイミングを自律的に制御し送信タイミングをずらすことで、衝突確率を減少させている。
【０００５】
しかしながら、無線ＬＡＮで用いられるＣＳＭＡ／ＣＡプロトコルでは、無線局の導入等により無線局数が増加すると、バックオフアルゴリズムにより同じバックオフ時間を設ける局が複数存在する確率が高くなり、無線局の同時送信による衝突の確率が増加しシステムのスループット特性劣化の要因となる。この影響を少なくするためには、バックオフアルゴリズムにより競合する無線局数を減らすことが有効である。すなわち、無線局を仮想的にグループ化し、仮想グループごとに通信時間を割り当てることで、同時に競合する無線局数を減らすことができる（例えば、非特許文献１参照）。
【０００６】
非特許文献１では、チャネルをアイドル区間とビジー区間の対からなる仮想グループに区切り、無線ＬＡＮ端末が自律的に仮想グループサイクル数および競合に参加する仮想グループを決定するＤＣＦ／ＶＧ（Distributed Coordination Function with Virtual Group）方式が提案されている。ここでは、端末において衝突確率を計測し、理論的にスループットを最大化する衝突確率と随時比較しながら仮想グループ内でのＳＴＡ数（端末数）を調整する。アイドル区間とビジー区間の対を一つの仮想グループとし、連続するいくつかの仮想グループのうち一つの仮想グループでのみ競合が許可される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】S.M. Kim, Y.J. Cho, \Performance Evaluation of IEEE 802.11 Distributed Coordination Function with Virtual Group," IEICE Trans. Commun., vol.E88-B, no.12, pp.4625-4635, Dec. 2005.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記の方式は、全ての無線局が同等の送信権で良いという前提であれば利用可能であるが、特定の無線局の送信権を任意に設定する必要がある場合には利用できない。例えば、特定の仮想グループは衝突確率を減らすのみならず、消費電力を抑制するために送受信区間を極端に短く設定したい場合、逆に特定の仮想グループのスループットだけを改善したい場合等の環境においては、利用できないという問題がある。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、高速通信を要求する端末に対して、通信機会を多く提供することができるとともに、省電力通信を要求する端末に対して、スリープする期間を長くすることができる無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、アクセスポイントと、複数の端末とを含む無線通信システムであって、前記アクセスポイントは、前記複数の端末の各々を、高速通信を要求する端末を含む第１の仮想グループと、省電力通信を要求する端末を含む第２の仮想グループのいずれかに分割するために、前記第１または第２の仮想グループそれぞれに属する端末識別情報と、該端末識別情報を持つ前記端末の通信期間を特定する情報とを関係付けた仮想グループ設定情報を含む制御パケットをブロードキャストする制御パケット送信手段を備え、前記端末は、前記制御パケットを受信する制御パケット受信手段と、自己の端末識別情報と一致する前記制御パケットに含まれる前記端末識別情報に関係付けられた前記通信期間において、前記アクセスポイントとの間で通信を行う通信手段とを備え、前記制御パケット送信手段は、全ての仮想グループの送受信期間が終了する通信周期において前記第２の仮想グループに属する前記端末がスリープモードに入る割合と、前記第１の仮想グループに属する前記端末の数及び前記第２の仮想グループに属する前記端末の数とに基づいて、前記第１の仮想グループに属する前記端末の前記通信期間を、前記第２の仮想グループに属する前記端末の通信期間より長くなるように設定することを特徴とする。
【００１１】
本発明は、アクセスポイントと、複数の端末とを含む無線通信システムであって、前記アクセスポイントは、前記複数の端末の各々を、低遅延通信を要求する端末を含む第１の仮想グループと、省電力通信を要求する端末を含む第２の仮想グループのいずれかに分割するために、前記第１または第２の仮想グループそれぞれに属する端末識別情報と、該端末識別情報を持つ前記端末の通信期間を特定する情報とを関係付けた仮想グループ設定情報を含む制御パケットをブロードキャストする制御パケット送信手段を備え、前記端末は、前記制御パケットを受信する制御パケット受信手段と、自己の端末識別情報と一致する前記制御パケットに含まれる前記端末識別情報に関係付けられた前記通信期間において、前記アクセスポイントとの間で通信を行う通信手段とを備え、前記制御パケット送信手段は、全ての仮想グループの送受信期間が終了する通信周期において、前記第１の仮想グループに属する前記端末の前記通信期間を、前記第２の仮想グループに属する前記端末の通信期間より長く設定するとともに、前記第１の仮想グループの通信期間を、送信区間と受信区間とからなる複数の送受信区間に分けて配置することを特徴とする。
【００１２】
本発明は、アクセスポイントと、複数の端末とを含む無線通信システムにおけるアクセスポイントとして動作する無線通信装置であって、前記複数の端末の各々を、高速通信を要求する端末を含む第１の仮想グループと、省電力通信を要求する端末を含む第２の仮想グループのいずれかに分割するために、前記第１または第２の仮想グループそれぞれに属する端末識別情報と、該端末識別情報を持つ前記端末の通信期間を特定する情報とを関係付けた仮想グループ設定情報を含む制御パケットをブロードキャストする制御パケット送信手段を備え、前記制御パケット送信手段は、全ての仮想グループの送受信期間が終了する通信周期において前記第２の仮想グループに属する前記端末がスリープモードに入る割合と、前記第１の仮想グループに属する前記端末の数及び前記第２の仮想グループに属する前記端末の数とに基づいて、前記第１の仮想グループに属する前記端末の前記通信期間を、前記第２の仮想グループに属する前記端末の通信期間より長くなるように設定することを特徴とする。
【００１３】
本発明は、アクセスポイントと、複数の端末とを含む無線通信システムにおけるアクセスポイントとして動作する無線通信装置であって、前記複数の端末の各々を、低遅延通信を要求する端末を含む第１の仮想グループと、省電力通信を要求する端末を含む第２の仮想グループのいずれかに分割するために、前記第１または第２の仮想グループそれぞれに属する端末識別情報と、該端末識別情報を持つ前記端末の通信期間を特定する情報とを関係付けた仮想グループ設定情報を含む制御パケットをブロードキャストする制御パケット送信手段を備え、前記制御パケット送信手段は、全ての仮想グループの送受信期間が終了する通信周期において、前記第１の仮想グループに属する前記端末の前記通信期間を、前記第２の仮想グループに属する前記端末の通信期間より長く設定するとともに、前記第１の仮想グループの通信期間を、送信区間と受信区間とからなる複数の送受信区間に分けて配置することを特徴とする。
【００１４】
本発明は、アクセスポイントと、複数の端末とを含む無線通信システムが行う無線通信方法であって、前記アクセスポイントが、前記複数の端末の各々を、高速通信を要求する端末を含む第１の仮想グループと、省電力通信を要求する端末を含む第２の仮想グループのいずれかに分割するために、前記第１または第２の仮想グループそれぞれに属する端末識別情報と、該端末識別情報を持つ前記端末の通信期間を特定する情報とを関係付けた仮想グループ設定情報を含む制御パケットをブロードキャストする制御パケット送信ステップと、前記端末が、前記制御パケットを受信する制御パケット受信ステップと、前記端末が、自己の端末識別情報と一致する前記制御パケットに含まれる前記端末識別情報に関係付けられた前記通信期間において、前記アクセスポイントとの間で通信を行う通信ステップとを有し、前記制御パケット送信ステップでは、全ての仮想グループの送受信期間が終了する通信周期において前記第２の仮想グループに属する前記端末がスリープモードに入る割合と、前記第１の仮想グループに属する前記端末の数及び前記第２の仮想グループに属する前記端末の数とに基づいて、前記第１の仮想グループに属する前記端末の前記通信期間を、前記第２の仮想グループに属する前記端末の通信期間より長くなるように設定することを特徴とする。
【００１５】
本発明は、アクセスポイントと、複数の端末とを含む無線通信システムが行う無線通信方法であって、前記アクセスポイントが、前記複数の端末の各々を、低遅延通信を要求する端末を含む第１の仮想グループと、省電力通信を要求する端末を含む第２の仮想グループのいずれかに分割するために、前記第１または第２の仮想グループそれぞれに属する端末識別情報と、該端末識別情報を持つ前記端末の通信期間を特定する情報とを関係付けた仮想グループ設定情報を含む制御パケットをブロードキャストする制御パケット送信ステップと、前記端末が、前記制御パケットを受信する制御パケット受信ステップと、前記端末が、自己の端末識別情報と一致する前記制御パケットに含まれる前記端末識別情報に関係付けられた前記通信期間において、前記アクセスポイントとの間で通信を行う通信ステップとを有し、前記制御パケット送信ステップでは、全ての仮想グループの送受信期間が終了する通信周期において、前記第１の仮想グループに属する前記端末の前記通信期間を、前記第２の仮想グループに属する前記端末の通信期間より長く設定するとともに、前記第１の仮想グループの通信期間を、送信区間と受信区間とからなる複数の送受信区間に分けて配置することを特徴とする。
【００１６】
本発明は、アクセスポイントと、複数の端末とを含む無線通信システムにおけるアクセスポイントとして動作する無線通信装置が行う無線通信方法であって、前記複数の端末の各々を、高速通信を要求する端末を含む第１の仮想グループと、省電力通信を要求する端末を含む第２の仮想グループのいずれかに分割するために、前記第１または第２の仮想グループそれぞれに属する端末識別情報と、該端末識別情報を持つ前記端末の通信期間を特定する情報とを関係付けた仮想グループ設定情報を含む制御パケットをブロードキャストする制御パケット送信ステップを有し、前記制御パケット送信ステップでは、全ての仮想グループの送受信期間が終了する通信周期において前記第２の仮想グループに属する前記端末がスリープモードに入る割合と、前記第１の仮想グループに属する前記端末の数及び前記第２の仮想グループに属する前記端末の数とに基づいて、前記第１の仮想グループに属する前記端末の前記通信期間を、前記第２の仮想グループに属する前記端末の通信期間より長くなるように設定することを特徴とする。
【００１７】
本発明は、アクセスポイントと、複数の端末とを含む無線通信システムにおけるアクセスポイントとして動作する無線通信装置が行う無線通信方法であって、前記複数の端末の各々を、低遅延通信を要求する端末を含む第１の仮想グループと、省電力通信を要求する端末を含む第２の仮想グループのいずれかに分割するために、前記第１または第２の仮想グループそれぞれに属する端末識別情報と、該端末識別情報を持つ前記端末の通信期間を特定する情報とを関係付けた仮想グループ設定情報を含む制御パケットをブロードキャストする制御パケット送信ステップを有し、前記制御パケット送信ステップでは、全ての仮想グループの送受信期間が終了する通信周期において、前記第１の仮想グループに属する前記端末の前記通信期間を、前記第２の仮想グループに属する前記端末の通信期間より長く設定するとともに、前記第１の仮想グループの通信期間を、送信区間と受信区間とからなる複数の送受信区間に分けて配置することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、高速通信を要求する端末に対して、通信機会を多く提供することが可能となるとともに、低遅延を要求する端末に対して、頻繁な送信機会を提供可能となり、かつ、省電力通信を要求する端末に対して、スリープする期間を長くすることが可能になるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態による無線ＬＡＮシステムの構成を示す図である。      である。
【図２】当該無線ＬＡＮシステムが使用する周波数チャネルを示す図である。
【図３】仮想グループ化する際に、アクセスポイントＡＰが各端末に送信する制御パケットのフォーマットを示す説明図である。
【図４】各端末が送信を許可された期間を超えて送信を行うことを防ぐための条件を示す図である。
【図５】各端末が送信を許可された期間を超えて送信を行うことを防ぐための条件を示す図である。
【図６】各端末が送信を許可された期間を超えて送信を行うことを防ぐための条件を示す図である。
【図７】第１の仮想グループ（仮想グループＸ）が低消費電力を優先するグループであり、第２の仮想グループ（仮想グループＹ）が高スループットを優先するグループである場合の構成を示す図である。
【図８】１ＶＧ周期中に１つの仮想グループに複数の送受信区間を交互に割り当てる動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態による無線ＬＡＮシステムを説明する。図１は同実施形態による無線ＬＡＮシステムの構成を示す図である。無線ＬＡＮシステムは、アクセスポイントＡＰと、アクセスポイントＡＰに接続する１５台の無線ＬＡＮ端末（以下、単に端末と称する）ＳＴＡ１〜ＳＴＡ１５とによって構成する。各端末は、仮想グループを構成している。図１に示す例では、４つの仮想グループＶＧ１〜ＶＧ４に仮想グループ化した例を示している。仮想グループＶＧ１には、端末ＳＴＡ１と端末ＳＴＡ２が属する。仮想グループＶＧ２には、端末ＳＴＡ３と端末ＳＴＡ４が属する。仮想グループＶＧ３には、端末ＳＴＡ５、端末ＳＴＡ６、端末ＳＴＡ７、端末ＳＴＡ８、端末ＳＴＡ９、端末ＳＴＡ１０、端末ＳＴＡ１１が属する。仮想グループＶＧ４には、端末ＳＴＡ１２、端末ＳＴＡ１３、端末ＳＴＡ１４、端末ＳＴＡ１５が属する。
【００２１】
図２は、当該無線ＬＡＮシステムが使用する周波数チャネルにおける時間割当て構成を示す図である。時間割当て構成は、図２に示すように、アクセスポイントＡＰ及び４つの仮想グループ（図２においては２つの仮想グループを例示している）それぞれに対応する送信区間と受信区間が設けられ、それぞれの仮想グループに属する端末は、対応する送信区間においてデータを送信し、対応する受信区間においてデータを受信する。
【００２２】
図３は、仮想グループ化する際に、アクセスポイントＡＰが各端末に送信する制御パケットのフォーマットを示す図である。制御パケットは、「ヘッダ」、「ＶＧ数」、「ＶＧ周期」、複数の「ＶＧ設定内容」のフィールドを有している。ＶＧ数は、ＬＡＮ内で設定する仮想グループの数であり、図１に示す例は、「４」となる。ＶＧ周期は、全ての仮想グループの送受信期間が終了する期間長である。ＶＧ設定内容は、さらに、「ＶＧアドレス」、「送信開始時間」、「送信終了時間」、「受信開始時間」、「受信終了時間」のフィールドを有している。ＶＧアドレスは、仮想グループを一意に特定するためのアドレスである。送信開始時間、送信終了時間は、対で対象の仮想グループの送信期間を定めた時間である。受信開始時間、受信終了時間は、対で対象の仮想グループの受信期間を定める時間である。ＶＧ設定内容は、仮想グループの数と同数のフィールド有し、図１に示す例では、４つのＶＧ設定内容が連なることになる。
【００２３】
次に、図１に示す無線ＬＡＮシステムの動作を説明する。まず、アクセスポイントＡＰは、仮想グループ化のための制御パケットをブロードキャストする。この制御パケット（図３参照）を受信した各端末は、その内容に従い自身の送信期間、受信期間を決定するために、自局のＶＧアドレスと一致する部分の送受信期間を読み取り、自局の動作を決定する。これにより、仮想グループ周期内の送信期間においては通常通りＣＳＭＡ／ＣＡによるパケット送信が許可されることになる。
【００２４】
受信期間においては、パケット送信は禁止されるが、端末は、自局宛てのパケットが送信される可能性があるため受信モードに入る。それ以外の期間は自局に関係のない通信が行われる期間であるため、スリープモードに移行する。
【００２５】
また、各端末が送信を許可された期間を超えて送信を行うことを防ぐため、以下の（１）〜（３）の条件を設ける。これにより他の仮想グループの送信期間への干渉を無くすことができる。
【００２６】
（１）パケット送信開始のタイミングで、パケット長＋ＳＩＦＳ長＋ＡＣＫ長（送信時間長）が送信期間内に収まる場合は送信を開始し、収まらない場合は送信を中止しスリープモードに移行する（図４参照）。
（２）バックオフ中に送信期間が終了した場合、バックオフカウンタを保持し、次の期間が自身の受信期間であれば受信モードに移行し、そうでなければスリープモードに移行する（図５参照）。
（３）ＩＦＳ開始のタイミングで送信期間を超過していた場合、次の期間が自身の受信期間であれば受信モードに移行し、そうでなければスリープモードに移行する（図６参照）。
【００２７】
図１に示す無線ＬＡＮシステムでは、その特徴は各グループを構成する端末のグルーピングの仕方、並びに各グループの送信区間および受信区間を、そのグループに求められる基準（高スループット、低遅延、低消費電力等）に応じて制御することにある。具体的に、各端末のスループット並びに消費電力の要求条件によってグルーピングを行うことで、より高いスループットが必要な端末のグループに対しては、比較的長めの送受信区間を割当て、低スループットで構わないが極力消費電力を抑えたい端末のグループに対しては、短めの送受信区間を割り当てることで、システムスループットを向上させつつ、低消費電力の要求条件を満たすことが可能となる。
【００２８】
次に、具体例を挙げてアクセス制御動作を説明する。図７は、第１の仮想グループ（仮想グループＸ）が低消費電力を優先するグループであり、第２の仮想グループ（仮想グループＹ）が高スループットを優先するグループである場合の構成を示す図である。これらのグループが定められた周期で交互に通信を行う。予め、第１の仮想グループアドレスは低消費電力を、第２のグループは高スループットを優先するグループであることを、ヘッダ情報にて通知しておくことで、端末は自身の優先すべき基準に基づいて、所属するグループに所属することが可能である。アクセスポイント（ＡＰ）並びに中継局（ＲＳ）は、各グループ内に所属している端末数を元に、各種パラメータを更新し、次のＶＧ周期時に更新するようにしてもよい。
【００２９】
第１のグループは低消費電力を優先するグループであり、このグループに所属する端末は、例えばＶＧ周期の内１／１０以下の時間で送受信を行い、９／１０以上の時間スリープモードに入ることできるようにするものとする。アクセスポイント（ＡＰ）は第１のグループに所属する端末数Ｎｘと、第２のグループに所属する端末数Ｎｙを比較する。第１グループに割り当てる送受信区間をＴｘ、第２のグループに割り当てる送受信区間をＴｙとすると、割り当て時間は、１０×Ｎｙ／Ｎｘ≦Ｔｙ／Ｔｘを満たすように、各グループの送受信区間を割り当てる。ここで、１０×Ｔｘ＞Ｔｙとなる場合は、Ｔｘ＝Ｔｙ／１０となる時間割り当てを行う。
【００３０】
これにより、第１のグループに所属する端末は、第２のグループに所属する端末に比較して、相対的に１０分の１以下の送受信区間の長さにすることができ、割り当て送受信区間以外の時間はスリープモードに入ることで消費電力を抑えることが可能となる。
【００３１】
一方で、高スループットを優先する第２のグループに所属する端末は、第１のグループに所属する端末に比較して１０倍以上の平均スループットを得ることが可能となる。グループ内に中継局（ＲＳ）が含まれる場合は、中継局（ＲＳ）も端末数に含め、割り当て時間を計算する。
【００３２】
また、低消費電力の度合いを分けて複数のグループを作成してもよい。例えば、９／１０以下の時間でスリープモードに入るグループと、１９／２０以下の時間でスリープモードに入るグループに分けてもよい。
【００３３】
次に、他の仮想グループ化の例について説明する。図７に示す第２のグループ（仮想グループＹ）が、高スループット優先のグループではなく、低遅延（低ラウンドトリップタイム）優先のグループである場合、第１のグループ（仮想グループＸ）の送受信区間以外の時間全てを連続的に送信区間と受信区間の２つに２分するのではなく、細かく送受信区間を分けて設定する。すなわち、１ＶＧ周期中に１つの仮想グループにつき１つのみの送受信区間を設定するのではなく、１ＶＧ周期中に１つの仮想グループに複数の送受信区間を割り当てる（図８参照）。図８は、１ＶＧ周期中に１つの仮想グループに複数の送受信区間を交互に割り当てる動作を示す図である。ＶＧヘッダには、同じグループに対して複数の送受信区間を割り当てるため、それに相当するＶＧ設定内容を記入する必要がある。これにより、低消費電力優先のグループに必要なスリープ期間を確保しつつ、低遅延優先グループには頻繁に送受信の区間を入れ替えることで、ラウンドトリップタイムの低減が可能となる。
【００３４】
以上説明したように、従来の無線ＬＡＮにおいては、ＣＳＭＡ／ＣＡに基づく自律分散的なアクセス制御により、多数の端末が同時にアクセスしようとすると衝突が生じ、効率的にデータ伝送ができないという問題がある。これに対して、仮想グループごとに送信権を競合することによって、衝突の確率を低減する技術がある（例えば、非特許文献１）。
【００３５】
しかし、この技術では、各端末に均一に送信機会が与えられるため、例えば高速通信を要求する端末がある場合に、要求に応じた十分な通信容量を提供できないという問題がある。また、省電力を要求する端末が存在する場合に、省電力端末が頻繁に起動することになる問題もある。
【００３６】
これに対して、本実施形態では、各グループを構成する端末に応じて各グループの送信区間および受信区間を制御するようにした。すなわち、高速通信を要求する端末により構成されるグループと、省電力通信を要求する端末により構成されるグループに仮想グループ化し、高速通信を要求する端末の仮想グループに対して長い送信期間および受信期間を設定する。また、省電力通信を要求する端末の仮想グループに対して短い送信期間および受信期間を設定する。これにより、高速通信を要求する端末に対して、通信機会を多く提供することが可能となり、かつ、省電力通信を要求する端末に対して、スリープする期間を長くすることが可能になる。なお、省電力通信を要求するレベルは複数に分けてもよく、その要求レベルに応じてグループを形成し、割当て時間を調整することで、詳細な要求レベルに対応することが可能である。また、低遅延通信を要求する端末がある場合には、当該端末の仮想グループに割り当てた送信期間及び受信期間の中で、さらに、複数の送信期間及び受信期間を交互に配置する構成とすることで、遅延時間を短くすることが可能になる。
【００３７】
なお、図１におけるアクセスポイントＡＰ、端末ＳＴＡ１〜ＳＴＡ１５の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによりアクセス制御を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【００３８】
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【００３９】
以上、図面を参照して本発明の実施の形態を説明してきたが、上記実施の形態は本発明の例示に過ぎず、本発明が上記実施の形態に限定されるものではないことは明らかである。したがって、本発明の技術思想及び範囲を逸脱しない範囲で構成要素の追加、省略、置換、その他の変更を行っても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
無線ＬＡＮにおいて衝突回避を行うことが不可欠な用途に適用できる。
【符号の説明】
【００４１】
ＡＰ・・・アクセスポイント、ＳＴＡ１〜ＳＴＡ１５・・・無線ＬＡＮ端末、ＶＧ１〜ＶＧ４・・・仮想グループ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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