(57)【要約】複数のクライアント間で優先度に応じて送信権を確保可能とする無線ＬＡＮシステムにおける複数波長を利用したアクセス制御システムが提供される。アクセスポイントにより複数のクライアント端末からのアクセスに対するアクセス制御を行う無線ＬＡＮシステムにおいて、アクセスポイント及び複数のクライアント端末の各々は、データ送信用搬送波周波数と制御信号送信用搬送波周波数による送信手段と、さらに、前記複数のクライアント端末の各々は、優先度情報を格納したメモリを有し、無線ＬＡＮ上にデータ送信用搬送波周波数を検知しない時は、該当のデータ送信用搬送波周波数によりデータを前記アクセスポイントに送信し、無線ＬＡＮ上に前記データ送信用搬送波周波数を検知した時は、前記メモリに格納された優先度情報を付して該当の前記制御信号送信用搬送波周波数により帯域予約要求を前記アクセスポイントに送り、前記アクセスポイントからの前記帯域予約要求に対する送信確認を受信した後に該当のデータ送信用搬送波周波数によりデータを前記アクセスポイントに送信する。
2005034433.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクセスポイントにより複数のクライアント端末からのアクセスに対するアクセス制御を行う無線ＬＡＮシステムにおいて、
アクセスポイント及び複数のクライアント端末の各々は、データ送信用搬送波周波数と制御信号送信用搬送波周波数による送信手段と、
さらに、前記複数のクライアント端末の各々は、優先度情報を格納したメモリを有し、
無線ＬＡＮ上にデータ送信用搬送波周波数を検知しない時は、該当のデータ送信用搬送波周波数によりデータを前記アクセスポイントに送信し、
無線ＬＡＮ上に前記データ送信用搬送波周波数を検知した時は、前記メモリに格納された優先度情報を付して該当の前記制御信号送信用搬送波周波数により帯域予約要求を前記アクセスポイントに送り、
前記アクセスポイントからの前記帯域予約要求に対する送信確認を受信した後に該当のデータ送信用搬送波周波数によりデータを前記アクセスポイントに送信することを特徴とする無線ＬＡＮシステムにおけるアクセス制御システム。
【請求項２】
請求項１において、
前記アクセスポイントは、前記クライアント端末から送られる帯域予約要求に含まれる優先度情報を登録する優先制御テーブルを格納するメモリを有し、
先の通信が終了したときに、前記メモリに格納される優先制御テーブルに登録された優先度情報の優先度順に該当するクライアント端末に前記帯域予約要求に対する送信確認を送ることを特徴とするアクセス制御システム。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記優先度情報の各優先度は、送信要求を発生したアプリケーションに対応して定義されていることを特徴とするアクセス制御システム。
【請求項４】
請求項２において、
優先度情報を登録する優先制御テーブルには、各優先度情報毎に、登録した時刻、クライント特定情報及び、優先度が登録されることを特徴とするアクセス制御システム。
【請求項５】
請求項４において、
前記優先制御テーブルに登録された優先度情報の優先度が同じ複数のクライアント端末がある時は、前記優先制御テーブルに登録された時刻順に該当するクライアント端末に前記送信確認を送ることを特徴とするアクセス制御システム。
【請求項６】
アクセスポイントによりアクセス制御を行う無線ＬＡＮシステムに適用されるクライアント端末であって、
データ送信用搬送波周波数と制御信号送信用搬送波周波数による送信手段と、
優先度情報を格納したメモリを有し、
無線ＬＡＮ上にデータ送信用搬送波周波数を検知しない時は、データ送信用搬送波周波数によりデータをアクセスポイントに送信し、
無線ＬＡＮ上に前記データ送信用搬送波周波数を検知した時は、前記メモリに格納された優先度情報を付して前記制御信号送信用搬送波周波数により帯域予約要求を前記アクセスポイントに送り、
前記アクセスポイントからの前記帯域予約要求に対する送信確認を受信した後に前記データ送信用搬送波周波数によりデータを前記アクセスポイントに送信することを特徴とするクライアント端末。
【請求項７】
複数のクライアント端末に対し、アクセス制御を行う無線ＬＡＮシステムに適用されるアクセスポイントであって、
データ送信用搬送波周波数と制御信号送信用搬送波周波数による送信手段と、
クライアント端末から送られる帯域予約要求に含まれる優先度情報を登録する優先制御テーブルを格納するメモリを有し、
先の通信が終了したときに、前記メモリに格納される優先制御テーブルに登録された優先度情報の優先度順に該当するクライアント端末に前記帯域予約要求に対する送信確認を送ることを特徴とするアクセスポイント。
【請求項８】
無線ＬＡＮシステムにおけるアクセスポイントにより複数のクライアント端末からのデータ送信のアクセス制御方法であって、
前記複数のクライアント端末の各々において、アプリケーションに対応した優先度情報をメモリに格納し、
無線ＬＡＮ上に搬送波周波数を検知しない時、データ送信用搬送波周波数によりデータを前記アクセスポイントに送信し、
無線ＬＡＮ上に搬送波周波数を検知した時は、前記メモリに格納された優先度情報を付して制御信号送信用搬送波周波数により帯域予約要求を前記アクセスポイントに送り、
前記アクセスポイントからの前記帯域予約要求に対する送信確認を受信した後にデータ送信用搬送波周波数によりデータを前記アクセスポイントに送信することを特徴とする無線ＬＡＮシステムにおけるアクセス制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、無線ＬＡＮシステムにおけるアクセス制御システムに関し、特に優先度に応じてアクセスを制御するアクセス制御システムに関する。
【背景技術】  ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）の標準化作業がＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ：アメリカ電気電子技術者協会）８０２委員会において勧められ、無線ＬＡＮシステムに関して、ＩＥＥＥ８０２．１１小委員会において検討が進められている。
無線ＬＡＮシステムにおける複数のクライアント端末ＣＬ間のアクセス制御方式に関し、ＩＥＥＥ  ８０２．１１により規格化されたＭＡＣ層のプロトコルとして搬送波感知多重アクセス／衝突回避方式（ＣＳＭＡ／ＣＡ＋Ａｃｋ：Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ  ｗｉｔｈ  Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ  Ａｖｏｉｄａｎｃｅ＋Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ）が採用されている。
この搬送波感知多重アクセス／衝突回避方式では、通信したいクライアント端末が、既に他のクライアント端末により通信が行なわれていないことを搬送波が感知されるか否かにより確認してから通信が開始される。
図１は、かかる搬送波感知多重アクセス／衝突回避方式に従って通信を行う様子を示すタイムチャートである。複数のクライアント端末ＣＬ１〜ＣＬ３は、アクセスポイントＡＰを介して通信を行なう。
図１において、例えば、クライアント端末ＣＬ１がデータ通信を行なっている間、他のクライアント端末ＣＬ２、ＣＬ３は、クライアント端末ＣＬ１の通信中の搬送波の存在を感知するので、データ送信を行うことができない。
クライアント端末ＣＬ１のデータ送信終了により搬送波を感知しなくなってから他のクライアント端末ＣＬ２、ＣＬ３からのデータ送信が可能になる。
しかし、このようなシステムにおいて、複数のクライアント端末ＣＬ１〜ＣＬ３が互いに、他のクライアント端末ＣＬが発信する電波を感知できないような距離にあるときは、複数のクライアント端末ＣＬがデータ送信を可能と判断し、データ送信を行って衝突が生じる恐れがある。
かかる不都合を回避するために、別の方式として帯域予約要求方式（ＲＴＳ／ＣＴＳ：ｒｅｑｕｅｓｔ  ｔｏ  ｓｅｎｄ／ｃｌｅａｒ  ｔｏ  ｓｅｎｄ）がＩＥＥＥ８０２．１１に規定されている。図２は、帯域予約要求方式（ＲＴＳ／ＣＴＳ：ｒｅｑｕｅｓｔ  ｔｏ  ｓｅｎｄ／ｃｌｅａｒ  ｔｏ  ｓｅｎｄ）に従って通信を行う様子を示すタイムチャートである。
この方式では、例えば、通信を要求するしたいクライアント端末ＣＬ２は、先ず帯域予約要求（ＲＴＳ）フレームを送信する。アクセスポイントＡＰは、このＲＴＳフレームを受信すると送信確認（ＣＴＳ）フレームを返信し、クライアント端末ＣＬ２に送信権を与える。
この際、ＣＴＳフレームに、あて先ＭＡＣアドレス領域に送信権を与えるクライアント端末ＣＬのＭＡＣアドレスを記述し、また、データ送信／Ａｃｋフレーム返信までに必要な時間（Ｄｕｒａｔｉｏｎ）が記述されている。電波は、アクセスポイントＡＰから到達範囲内にいるクライアント端末ＣＬ全てが受信可能なので、ＣＴＳフレームは全てのクライアント端末ＣＬが受信する。
そのため、どのクライアント端末ＣＬが送信権を得たかは全てのクライアント端末ＣＬにおいて判断可能である。送信権を持たないクライアント端末ＣＬは、ＣＴＳフレームに記述されている時間の間は送信動作を停止する。このようにして、複数のクライアント端末ＣＬが発信した電波により衝突を生じることを回避することができる。
しかしながら、上記した図１、図２に示すいずれのアクセス制御方式（ＣＳＭＡ／ＣＡ，ＲＴＳ／ＣＴＳ）においても、一つの波長帯域しか使用していない。このために、他のクライアント端末ＣＬが電波を発信している場合は、発信することはできない。電波を発信することが可能なタイミングでは複数のクライアント端末ＣＬ間で“早いもの勝ち”となるアクセス制御である。したがって、サービス品質（ＱｏＳ：Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）を保証することはできない。
一方、公知技術として、複数の波長帯域を使用する例が提案されている（特許文献１）。かかる特許文献１に記載の技術は、複数のクライアント端末に相当する局（端末）それぞれに、異なる通信用の帯域を割り当てている。特徴とする点は、既に通信中の一の端末に対して、別の端末から通信要求が上げられたとき、制御局により通信要求を待ち行列に置き、先の通信が終了したときに待ち行列の順に通信を可能とするものである。
したがって、特許文献１に記載される技術は、搬送波の存在を感知してアクセスを制御する搬送波感知多重アクセス／衝突回避（ＣＳＭＡ／ＣＡ）方式を前提とする技術とは異なるものである。
【特許文献１】    特開平８−１８５６７号公報
発明の概要
本発明の目的は、上記の不都合及び従来技術に鑑みて、搬送波感知多重アクセス／衝突回避（ＣＳＭＡ／ＣＡ）方式を適用するシステムであって、複数のクライアント間で優先度に応じて送信権を確保可能とする無線ＬＡＮシステムにおける複数波長を利用した優先度に応じてアクセスを制御するアクセス制御システムに関する。
上記の目的を達成する本発明に従うアクセス制御システムは、第１の態様として、アクセスポイントにより複数のクライアント端末からのアクセスに対するアクセス制御を行う無線ＬＡＮシステムにおいて、アクセスポイント及び複数のクライアント端末の各々は、データ送信用搬送波周波数と制御信号送信用搬送波周波数による送信手段と、さらに、前記複数のクライアント端末の各々は、優先度情報を格納したメモリを有し、無線ＬＡＮ上にデータ送信用搬送波周波数を検知しない時は、該当のデータ送信用搬送波周波数によりデータを前記アクセスポイントに送信し、無線ＬＡＮ上に前記データ送信用搬送波周波数を検知した時は、前記メモリに格納された優先度情報を付して該当の前記制御信号送信用搬送波周波数により帯域予約要求を前記アクセスポイントに送り、前記アクセスポイントからの前記帯域予約要求に対する送信確認を受信した後に該当のデータ送信用搬送波周波数によりデータを前記アクセスポイントに送信することを特徴とする。
上記の目的を達成する本発明に従うアクセス制御システムは、第２の態様として、第１の態様において、前記アクセスポイントは、前記クライアント端末から送られる帯域予約要求に含まれる優先度情報を登録する優先制御テーブルを格納するメモリを有し、先の通信が終了したときに、前記メモリに格納される優先制御テーブルに登録された優先度情報の優先度順に該当するクライアント端末に前記帯域予約要求に対する送信確認を送ることを特徴とする。
上記の目的を達成する本発明に従うアクセス制御システムは、第３の態様として、第１または第２の態様において、前記優先度情報の各優先度は、送信要求を発生したアプリケーションに対応して定義されていることを特徴とする。
上記の目的を達成する本発明に従うアクセス制御システムは、第４の態様として、第２の態様において、優先度情報を登録する優先制御テーブルには、各優先度情報毎に、登録した時刻、クライント特定情報及び、優先度が登録されることを特徴とする。
上記の目的を達成する本発明に従うアクセス制御システムは、第５の態様として、第４の態様において、前記優先制御テーブルに登録された優先度情報の優先度が同じ複数のクライアント端末がある時は、前記優先制御テーブルに登録された時刻順に該当するクライアント端末に前記送信確認を送ることを特徴とする。
本発明の特徴は、以下に図面に従い説明される発明の実施の形態例から更に明らかになる。
【図面の簡単な説明】  図１は、搬送波感知多重アクセス／衝突回避方式に従って通信を行う様子を示すタイムチャートである。
図２は、帯域予約要求方式（ＲＴＳ／ＣＴＳ：ｒｅｑｕｅｓｔ  ｔｏ  ｓｅｎｄ／ｃｌｅａｒ  ｔｏ  ｓｅｎｄ）に従って通信を行う様子を示すタイムチャートである。
図３は、本発明のアクセス制御システムに適用されるクライアント端末ＣＬの構成例を示すブロック図である。
図４は、図３のクライアント端末の動作フローを示す図である。
図５は、ＩＥＥＥＥ８０２．１１に従うデータ通信に用いられるデータ送信フォーマットを示す図である。
図６は、本発明に従う、データ送信フォーマットをＲＴＳフレームとする場合の説明図である。
図７は、本発明に従う、データ送信フォーマットをＣＴＳフレームとする場合の説明図である。
図８は、本発明に従う、データ送信フォーマットをＣＴＳフレームとする場合の説明図である。
図９は、フレーム本体（８）領域に書き込まれた優先度情報を説明する図である。
図１０は、本発明のアクセス制御システムに適用されるアクセスポイントＡＰの構成を示す図である。
図１１は、図１０の構成に対応してアクセスポイントＡＰの動作フローを示す図である。
図１２は、優先制御テーブル１３の内容の一例である。
図１３は、データ送信が輻輳する時のタイムチャートの一例を示す図である。
発明の実施の形態例の説明
以下に本発明の実施の形態例を図面に従い説明する。なお、以下に説明する実施の形態例は本発明の説明のためのものであり、本発明の技術的範囲がこれに限定されるものではない。
図３は、本発明のアクセス制御システムに適用されるクライアント端末ＣＬの構成例を示すブロック図であり、図４は、図３のクライアント端末ＣＬの動作フローを示す図である。
図３において、実線矢印はデータの流れ、破線矢印は命令の流れを示している。クライアント端末ＣＬは、データ用ネットワークカード１、制御用ネットワークカード２を有し、夫々異なる搬送波周波数で、データ及び制御信号を送出し、受信する機能を有する。
ここで、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂによる規格では同時に４波長帯域を使用可能であるので、そのうちの２波長を夫々、データ通信用及び制御信号用の搬送波として使用することが可能である。また、ＩＥＥＥ８０２．１１ａとＩＥＥＥ８０２．１１ｂの規格を同時に利用できるシステムでは、１１ａをデータ通信用に、１１ｂを制御信号用として使い分けることが可能である。
さらに、本発明の特徴として、クライアント端末ＣＬのメモリ３にアプリケーション４の種類に対応した優先度情報３１を格納している。クラインアント端末ＣＬにおいて、上位層に当たるアプリケーション４から通信要求が発生される（ステップＳ１）と、ＣＰＵ５によりデータ用ネットワークインタフェースカード１におけるデータ通信用波長搬送波が感知されるか否かが判断される（ステップＳ２）。
データ通信用波長搬送波が感知されない場合（ステップＳ２、Ｎｏ）は、帯域が空き状態であるので、他のクライアント端末ＣＬにおいてデータ送信が行われていないと判断される。したがって、データ通信用波長搬送波によりアクセスポイントＡＰにデータの送信が可能である（ステップＳ６）。
なお、データ通信用波長搬送波が感知されない場合（ステップＳ２、Ｎｏ）として、先に搬送波感知多重アクセス／衝突回避方式の問題として説明したように、当該クライントＣＬの位置が、他のクライアントＣＬが通信中であっても搬送波を感知できない距離にある場合がある。このときは、クライアントＣＬからアクセスポイントＡＰに送信するデータ信号に対して、アクセスポイントＡＰから確認（Ａｃｋ）信号が返送されないので、帯域予約要求（ＲＴＳ）方式に切り替えることで対応が可能である。
ここで、データ通信に用いられるデータ送信フォーマットは、図５に示す如きであり、ＩＥＥＥ８０２．１１に従うものである。
図５において、データ送信フォーマットは、プレアンブルＩ、ＰＬＣＰ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｌａｙｅｒ  Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ヘッダＩＩ、ＭＡＣデータＩＩＩ及び循環チェック符号（ＣＲＣ）ＩＶの領域を有している（図５Ａ）。
ＭＡＣデータＩＩＩの領域は、更に図５Ｂに示すように、フレーム制御（１）、持続時間識別（２）、複数のアドレス（３）、（４）、（５）、（７）及びシーケンス制御（６）の領域が含まれるＭＡＣヘッダと、フレーム本体（８）及び、それに続く循環チェック符号（９）の領域を有している。
複数のアドレス（３）、（４）、（５）、（７）領域には、データの到達先アドレス、送信元アドレスが登録される。
さらに、フレーム制御（１）の領域は、図５Ｃに示す構成を有し、タイプ（１０）及びサブタイプ（１１）によりフレームの種類が定義される。
例えば、タイプ（１０）及びサブタイプ（１１）を２ビット、４ビットで構成すると、図６に示すように、タイプ（１０）及びサブタイプ（１１）が００１０１１の時、ＲＴＳフレームであることを意味し、ＭＡＣヘッダに、持続期間（Ｄｕｒａｔｉｏｎ）と、送信元アドレスＲＡと到達先アドレスＤＡを有している。
さらに、図７に示すように、タイプ（１０）及びサブタイプ（１１）が００１１００の時、ＣＴＳフレームであることを意味し、ＭＡＣヘッダに、持続期間（Ｄｕｒａｔｉｏｎ）と、送信元アドレスＲＡを有している。
また、図８に示すように、タイプ（１０）及びサブタイプ（１１）が００１１０１の時、ＡＣＫフレームであることを意味し、この場合もＭＡＣヘッダに、持続期間（Ｄｕｒａｔｉｏｎ）と、送信元アドレスＲＡを有している。
図４に戻り、ステップＳ２において、データ通信用波長搬送波が感知された時は（ステップＳ２、Ｙｅｓ）、データ通信用波長搬送波が使用中である。かかる場合は、データ通信用波長搬送波と異なる制御信号用波長搬送波により、帯域予約要求をＲＴＳフレームとしてアクセスポイントＡＰに送信する。
さらに、本発明に従い、帯域予約要求時にはメモリ３の優先定義情報３１を参照し（ステップＳ３）、送信要求を出したアプリケーションに対応する優先度情報を検索し、ＭＡＣヘッダに続くフレーム本体（８）の領域に書き込む。
図９は、フレーム本体（８）領域に書き込まれた優先度情報を説明する図である。
優先度情報を例えば、１オクテット（Ｏｃｔｅｔ）で、最小優先度００００００００〜最大優先度１１１１１１１１までの情報がフレーム本体（８）の領域に書き込まれる。
次に、図６に示した様にフレーム制御部にタイプ及びサブタイプを「００１０１１」に設定したＲＴＳフレームをＣＰＵ５により作成して、制御用ネットワークインタフェースカード２を通して、制御信号用波長搬送波によりアクセスポイントＡＰに送る（ステップＳ４）。
このＲＴＳフォーマットに対し、アクセスポイントＡＰから、自分宛のアドレスを有するＣＴＳフレーム（図７に示すように、フレームコントロールのタイプ（１０）とサブタイプ（１１）の領域が「００１１００」である）を受信する（ステップＳ５）と、データ通信用波長搬送波を用いて、データ用ネットワークカード１からメモリ３に格納されたデータ３２が送信される（ステップＳ６）。
アクセスポイントＡＰからＡＣＫフレーム（図７Ｃのフレームコントロールのタイプ（１０）とサブタイプ（１１）の領域が「００１１０１」である）を受信してデータ送信が終了する（ステップＳ７）。
図１０は、アクセスポイントＡＰの構成を示す図であり、クライアント端末ＣＬと同様にデータ用のネットワークカード１１、制御用ネットワークカード１２を有し、夫々異なる波長の搬送波でデータ及び制御信号を送出し、受信する機能を有する。
図１１は、図１０の構成に対応してアクセスポイントＡＰの動作フローを示す図である。図１１において、クライアント端末ＣＬからＲＴＳフレームを受信すると（ステップＳ１１）、ＣＰＵ１５によりデータ送受信中か否かを判断し（ステップＳ１２）、データ送受信中でなければ（ステップＳ１２、Ｎｏ）、該当するクライアントＣＬにＣＴＳフレームを返信する（ステップＳ１７）。
データ送受信中（ステップＳ１２、Ｙｅｓ）であれば、ＲＴＳフレームからフレーム本体中の領域（図９：８参照）に記録された優先度情報を抽出し、ＣＰＵ１５により優先度情報を優先制御テーブル１３に登録する（ステップＳ１３）。
図１２は、優先制御テーブル１３の内容の一例である。登録スタンプ時間ＩとクライアントＣＬのＭＡＣアドレスＩＩ及び、優先度ＩＩＩが記録されている。
現在通信中のデータの送受信が終了する（ステップＳ１４）と、ＣＰＵ１５により優先制御テーブル１３を参照する（ステップＳ１５）。この参照において、優先度が最も高いクライアントＣＬを検索する（ステップＳ１６）。
次いで、検索されたクライアントＣＬにＣＴＳフレームを返信する（ステップＳ１７）。これにより通信が可能となるクライアントＣＬが特定され、データ受信を行い（ステップＳ１８）、その後データ受信を終了する（ステップＳ１９）。
なお、上記ステップＳ１７において、該当のクライアント端末ＣＬにＣＴＳフレームを返信する際、該当の優先度情報を優先制御テーブル１３から削除する。これにより、データ受信が終了した後、次に優先度の高い優先度情報を送出したクライアント端末ＣＬとの通信が可能となる。
また、優先制御テーブル１３を参照して、優先度情報を検索する際、同一の優先度のクライアントが登録されている場合は、例えば、図１２に示す優先制御テーブル１３の内容における登録スタンプ時間Ｉの早い順に、ＣＴＳフレームを返信するようにすることが可能である。
図１３は、上記実施例説明において、既にクライアントが通信中であるとき即ち、データ送信が輻輳する時のタイムチャートの一例を示す図である。図１３において、クライアントＣＬ１が通信中、クライアントＣＬ２、ＣＬ３，ＣＬ４のそれぞれから帯域予約要求があると、ＲＴＳ信号が制御用波長搬送波を用いてアクセスポイントＡＰに送られる。
図１３の例では、クライアントＣＬ２、ＣＬ３，ＣＬ４からのＲＴＳ信号に書き込まれた優先度情報は、ＣＬ４〉ＣＬ３〉ＣＬ２の順である。したがって、クライアントＣＬ１の通信が終了すると、最大優先度のクライアントＣＬ４にＣＴＳ信号が送られ、通信権が与えられる。通信権が与えられたクライアントＣＬ４は、データ通信用波長搬送波を用いてデータ送信が可能となる。
クライアントＣＬ４の通信が終了すると、次に優先度の大きいクライアントＣＬ３が通信可能になる。クライアントＣＬ３の通信が終了するとクライアントＣＬ２が通信可能になる。
【産業上の利用可能性】上記に実施例により本発明を説明したように無線ＬＡＮシステムでの優先制御が実現できる。したがって、本発明により複数のクライアント間で優先度に応じて送信権を確保可能とする無線ＬＡＮシステムにおける複数波長を利用したアクセス制御システムの提供が可能である。
【図１】
2005034433.tif 000003
【図２】
2005034433.tif 000004
【図３】
2005034433.tif 000005
【図４】
2005034433.tif 000006
【図５】
2005034433.tif 000007
【図６】
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【図７】
2005034433.tif 000009
【図８】
2005034433.tif 000010
【図９】
2005034433.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2005034433.tif 000013
【図１２】
2005034433.tif 000014
【図１３】
2005034433.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成18年1月26日(2006.1.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線ＬＡＮシステムにおけるアクセス制御システムに関し、特に優先度に応じてアクセスを制御するアクセス制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＡＮ（Local Area Network）の標準化作業がＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers: アメリカ電気電子技術者協会）８０２委員会において勧められ、無線ＬＡＮシステムに関して、IEEE802.11小委員会において検討が進められている。
【０００３】
無線ＬＡＮシステムにおける複数のクライアント端末ＣＬ間のアクセス制御方式に関し、IEEE 802.11により規格化されたＭＡＣ層のプロトコルとして搬送波感知多重アクセス／衝突回避方式（CSMA/CA+Ack ：Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance + Acknowledge）が採用されている。
【０００４】
この搬送波感知多重アクセス／衝突回避方式では、通信したいクライアント端末が、既に他のクライアント端末により通信が行なわれていないことを搬送波が感知されるか否かにより確認してから通信が開始される。
【０００５】
図１は、かかる搬送波感知多重アクセス／衝突回避方式に従って通信を行う様子を示すタイムチャートである。複数のクライアント端末ＣＬ１〜ＣＬ３は、アクセスポイントＡＰを介して通信を行なう。
【０００６】
図１において、例えば、クライアント端末ＣＬ１がデータ通信を行なっている間、他のクライアント端末ＣＬ２、ＣＬ３は、クライアント端末ＣＬ１の通信中の搬送波の存在を感知するので、データ送信を行うことができない。
【０００７】
クライアント端末ＣＬ１のデータ送信終了により搬送波を感知しなくなってから他のクライアント端末ＣＬ２、ＣＬ３からのデータ送信が可能になる。
【０００８】
しかし、このようなシステムにおいて、複数のクライアント端末ＣＬ１〜ＣＬ３が互いに、他のクライアント端末ＣＬが発信する電波を感知できないような距離にあるときは、複数のクライアント端末ＣＬがデータ送信を可能と判断し、データ送信を行って衝突が生じる恐れがある。
【０００９】
かかる不都合を回避するために、別の方式として帯域予約要求方式（RTS/CTS : request to send / clear to send）がIEEE802.11に規定されている。図２は、帯域予約要求方式（RTS/CTS : request to send / clear to send）に従って通信を行う様子を示すタイムチャートである。
【００１０】
この方式では、例えば、通信を要求するしたいクライアント端末ＣＬ２は、先ず帯域予約要求（RTS）フレームを送信する。アクセスポイントＡＰは、このRTSフレームを受信すると送信確認（CTS）フレームを返信し、クライアント端末ＣＬ２に送信権を与える。
【００１１】
この際、CTSフレームに、あて先MACアドレス領域に送信権を与えるクライアント端末ＣＬのMACアドレスを記述し、また、データ送信/Ackフレーム返信までに必要な時間(Duration)が記述されている。電波は、アクセスポイントＡＰから到達範囲内にいるクライアント端末ＣＬ全てが受信可能なので、CTSフレームは全てのクライアント端末ＣＬが受信する。
【００１２】
そのため、どのクライアント端末ＣＬが送信権を得たかは全てのクライアント端末ＣＬにおいて判断可能である。送信権を持たないクライアント端末ＣＬは、CTSフレームに記述されている時間の間は送信動作を停止する。このようにして、複数のクライアント端末ＣＬが発信した電波により衝突を生じることを回避することができる。
【００１３】
しかしながら、上記した図１、図２に示すいずれのアクセス制御方式（CSMA/CA,RTS/CTS）においても、一つの波長帯域しか使用していない。このために、他のクライアント端末ＣＬが電波を発信している場合は、発信することはできない。電波を発信することが可能なタイミングでは複数のクライアント端末ＣＬ間で“早いもの勝ち”となるアクセス制御である。したがって、サービス品質（QoS：Quality of Service）を保証することはできない。
【００１４】
一方、公知技術として、複数の波長帯域を使用する例が提案されている（特許文献１）。かかる特許文献１に記載の技術は、複数のクライアント端末に相当する局(端末)それぞれに、異なる通信用の帯域を割り当てている。特徴とする点は、既に通信中の一の端末に対して、別の端末から通信要求が上げられたとき、制御局により通信要求を待ち行列に置き、先の通信が終了したときに待ち行列の順に通信を可能とするものである。
【００１５】
したがって、特許文献１に記載される技術は、搬送波の存在を感知してアクセスを制御する搬送波感知多重アクセス／衝突回避（ＣＳＭＡ／ＣＡ）方式を前提とする技術とは異なるものである。
【特許文献１】特開平８−１８６５６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明の目的は、上記の不都合及び従来技術に鑑みて、搬送波感知多重アクセス／衝突回避（ＣＳＭＡ／ＣＡ）方式を適用するシステムであって、複数のクライアント間で優先度に応じて送信権を確保可能とする無線ＬＡＮシステムにおける複数波長を利用した優先度に応じてアクセスを制御するアクセス制御システムに関する。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記の目的を達成する本発明に従うアクセス制御システムは、第１の態様として、アクセスポイントにより複数のクライアント端末からのアクセスに対するアクセス制御を行う無線ＬＡＮシステムにおいて、アクセスポイント及び複数のクライアント端末の各々は、データ送信用搬送波周波数と制御信号送信用搬送波周波数による送信手段と、さらに、前記複数のクライアント端末の各々は、優先度情報を格納したメモリを有し、無線ＬＡＮ上にデータ送信用搬送波周波数を検知しない時は、該当のデータ送信用搬送波周波数によりデータを前記アクセスポイントに送信し、無線ＬＡＮ上に前記データ送信用搬送波周波数を検知した時は、前記メモリに格納された優先度情報を付して該当の前記制御信号送信用搬送波周波数により帯域予約要求を前記アクセスポイントに送り、前記アクセスポイントからの前記帯域予約要求に対する送信確認を受信した後に該当のデータ送信用搬送波周波数によりデータを前記アクセスポイントに送信することを特徴とする。
【００１８】
上記の目的を達成する本発明に従うアクセス制御システムは、第２の態様として、第１の態様において、前記アクセスポイントは、前記クライアント端末から送られる帯域予約要求に含まれる優先度情報を登録する優先制御テーブルを格納するメモリを有し、先の通信が終了したときに、前記メモリに格納される優先制御テーブルに登録された優先度情報の優先度順に該当するクライアント端末に前記帯域予約要求に対する送信確認を送ることを特徴とする。
【００１９】
上記の目的を達成する本発明に従うアクセス制御システムは、第３の態様として、第１または第２の態様において、前記優先度情報の各優先度は、送信要求を発生したアプリケーションに対応して定義されていることを特徴とする。
【００２０】
上記の目的を達成する本発明に従うアクセス制御システムは、第４の態様として、第２の態様において、優先度情報を登録する優先制御テーブルには、各優先度情報毎に、登録した時刻、クライント特定情報及び、優先度が登録されることを特徴とする。
【００２１】
上記の目的を達成する本発明に従うアクセス制御システムは、第５の態様として、第４の態様において、前記優先制御テーブルに登録された優先度情報の優先度が同じ複数のクライアント端末がある時は、前記優先制御テーブルに登録された時刻順に該当するクライアント端末に前記送信確認を送ることを特徴とする。
【００２２】
本発明の特徴は、以下に図面に従い説明される発明の実施の形態例から更に明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に本発明の実施の形態例を図面に従い説明する。なお、以下に説明する実施の形態例は本発明の説明のためのものであり、本発明の技術的範囲がこれに限定されるものではない。
【００２４】
図３は、本発明のアクセス制御システムに適用されるクライアント端末ＣＬの構成例を示すブロック図であり、図４は、図３のクライアント端末ＣＬの動作フローを示す図である。
【００２５】
図３において、実線矢印はデータの流れ、破線矢印は命令の流れを示している。  クライアント端末ＣＬは、データ用ネットワークカード１、制御用ネットワークカード２を有し、夫々異なる搬送波周波数で、データ及び制御信号を送出し、受信する機能を有する。
【００２６】
ここで、IEEE802.11ｂによる規格では同時に４波長帯域を使用可能であるので、そのうちの２波長を夫々、データ通信用及び制御信号用の搬送波として使用することが可能である。また、IEEE802.11aとIEEE802.11ｂの規格を同時に利用できるシステムでは、11aをデータ通信用に、11bを制御信号用として使い分けることが可能である。
【００２７】
さらに、本発明の特徴として、クライアント端末ＣＬのメモリ３にアプリケーション４の種類に対応した優先度情報３１を格納している。クラインアント端末ＣＬにおいて、上位層に当たるアプリケーション４から通信要求が発生される（ステップＳ１）と、ＣＰＵ５によりデータ用ネットワークインタフェースカード１におけるデータ通信用波長搬送波が感知されるか否かが判断される（ステップＳ２）。
【００２８】
データ通信用波長搬送波が感知されない場合（ステップＳ２、Ｎｏ）は、帯域が空き状態であるので、他のクライアント端末ＣＬにおいてデータ送信が行われていないと判断される。したがって、データ通信用波長搬送波によりアクセスポイントＡＰにデータの送信が可能である（ステップＳ６）。
【００２９】
なお、データ通信用波長搬送波が感知されない場合（ステップＳ２、Ｎｏ）として、先に搬送波感知多重アクセス／衝突回避方式の問題として説明したように、当該クライントＣＬの位置が、他のクライアントＣＬが通信中であっても搬送波を感知できない距離にある場合がある。このときは、クライアントＣＬからアクセスポイントＡＰに送信するデータ信号に対して、アクセスポイントＡＰから確認(Ack)信号が返送されないので、帯域予約要求（ＲＴＳ）方式に切り替えることで対応が可能である。
【００３０】
ここで、データ通信に用いられるデータ送信フォーマットは、図５に示す如きであり、IEEE802.11に従うものである。
【００３１】
図５において、データ送信フォーマットは、プレアンブルI、ＰＬＣＰ（Physical Layer Convergence Protocol）ヘッダII、ＭＡＣデータIII及び循環チェック符号(CRC)IVの領域を有している（図５Ａ）。
【００３２】
ＭＡＣデータIIIの領域は、更に図５Ｂに示すように、フレーム制御（１）、持続時間識別(２)、複数のアドレス(３)、（４）、（５）、（７）及びシーケンス制御（６）の領域が含まれるＭＡＣヘッダと、フレーム本体（８）及び、それに続く循環チェック符号（９）の領域を有している。
【００３３】
複数のアドレス(３)、（４）、（５）、（７）領域には、データの到達先アドレス、送信元アドレスが登録される。
【００３４】
さらに、フレーム制御（１）の領域は、図５Ｃに示す構成を有し、タイプ（１０）及びサブタイプ（１１）によりフレームの種類が定義される。
【００３５】
例えば、タイプ（１０）及びサブタイプ（１１）を２ビット、４ビットで構成すると、図６に示すように、タイプ（１０）及びサブタイプ（１１）が００１０１１の時、ＲＴＳフレームであることを意味し、ＭＡＣヘッダに、持続期間(Duration)と、送信元アドレスＲＡと到達先アドレスＤＡを有している。
【００３６】
さらに、図７に示すように、タイプ（１０）及びサブタイプ（１１）が００１１００の時、ＣＴＳフレームであることを意味し、ＭＡＣヘッダに、持続期間(Duration)と、送信元アドレスＲＡを有している。
【００３７】
また、図８に示すように、タイプ（１０）及びサブタイプ（１１）が００１１０１の時、ＡＣＫフレームであることを意味し、この場合もＭＡＣヘッダに、持続期間(Duration)と、送信元アドレスＲＡを有している。
【００３８】
図４に戻り、ステップＳ２において、データ通信用波長搬送波が感知された時は（ステップＳ２、Ｙｅｓ）、データ通信用波長搬送波が使用中である。かかる場合は、データ通信用波長搬送波と異なる制御信号用波長搬送波により、帯域予約要求をＲＴＳフレームとしてアクセスポイントＡＰに送信する。
【００３９】
さらに、本発明に従い、帯域予約要求時にはメモリ３の優先定義情報３１を参照し（ステップＳ３）、送信要求を出したアプリケーションに対応する優先度情報を検索し、ＭＡＣヘッダに続くフレーム本体(８)の領域に書き込む。
【００４０】
図９は、フレーム本体(８)領域に書き込まれた優先度情報を説明する図である。
【００４１】
優先度情報を例えば、１オクテット(Octet)で、最小優先度00000000〜最大優先度11111111までの情報がフレーム本体(８)の領域に書き込まれる。
【００４２】
次に、図６に示した様にフレーム制御部にタイプ及びサブタイプを「００１０１１」に設定したＲＴＳフレームをＣＰＵ５により作成して、制御用ネットワークインタフェースカード２を通して、制御信号用波長搬送波によりアクセスポイントＡＰに送る（ステップＳ４）。
【００４３】
このＲＴＳフォーマットに対し、アクセスポイントＡＰから、自分宛のアドレスを有するＣＴＳフレーム(図７に示すように、フレームコントロールのタイプ（１０）とサブタイプ（１１）の領域が「００１１００」である)を受信する（ステップＳ５）と、データ通信用波長搬送波を用いて、データ用ネットワークカード１からメモリ３に格納されたデータ３２が送信される（ステップＳ６）。
【００４４】
アクセスポイントＡＰからＡＣＫフレーム（図７Ｃのフレームコントロールのタイプ（１０）とサブタイプ（１１）の領域が「００１１０１」である）を受信してデータ送信が終了する（ステップＳ７）。
【００４５】
図１０は、アクセスポイントＡＰの構成を示す図であり、クライアント端末ＣＬと同様にデータ用のネットワークカード１１、制御用ネットワークカード１２を有し、夫々異なる波長の搬送波でデータ及び制御信号を送出し、受信する機能を有する。
【００４６】
図１１は、図１０の構成に対応してアクセスポイントＡＰの動作フローを示す図である。図１１において、クライアント端末ＣＬからＲＴＳフレームを受信すると（ステップＳ１１）、ＣＰＵ１５によりデータ送受信中か否かを判断し（ステップＳ１２）、データ送受信中でなければ（ステップＳ１２、Ｎｏ）、該当するクライアントＣＬにＣＴＳフレームを返信する（ステップＳ１７）。
【００４７】
データ送受信中（ステップＳ１２、Ｙｅｓ）であれば、ＲＴＳフレームからフレーム本体中の領域(図９：８参照)に記録された優先度情報を抽出し、ＣＰＵ１５により優先度情報を優先制御テーブル１３に登録する（ステップＳ１３）。
【００４８】
図１２は、優先制御テーブル１３の内容の一例である。登録スタンプ時間IとクライアントＣＬのＭＡＣアドレスII及び、優先度IIIが記録されている。
【００４９】
現在通信中のデータの送受信が終了する（ステップＳ１４）と、ＣＰＵ１５により優先制御テーブル１３を参照する（ステップＳ１５）。この参照において、優先度が最も高いクライアントＣＬを検索する（ステップＳ１６）。
【００５０】
次いで、検索されたクライアントＣＬにＣＴＳフレームを返信する（ステップＳ１７）。これにより通信が可能となるクライアントＣＬが特定され、データ受信を行い（ステップＳ１８）、その後データ受信を終了する（ステップＳ１９）。
【００５１】
なお、上記ステップＳ１７において、該当のクライアント端末ＣＬにＣＴＳフレームを返信する際、該当の優先度情報を優先制御テーブル１３から削除する。これにより、データ受信が終了した後、次に優先度の高い優先度情報を送出したクライアント端末ＣＬとの通信が可能となる。
【００５２】
また、優先制御テーブル１３を参照して、優先度情報を検索する際、同一の優先度のクライアントが登録されている場合は、例えば、図１２に示す優先制御テーブル１３の内容における登録スタンプ時間Iの早い順に、ＣＴＳフレームを返信するようにすることが可能である。
【００５３】
図１３は、上記実施例説明において、既にクライアントが通信中であるとき即ち、データ送信が輻輳する時のタイムチャートの一例を示す図である。図１３において、クライアントＣＬ１が通信中、クライアントＣＬ２、ＣＬ３，ＣＬ４のそれぞれから帯域予約要求があると、ＲＴＳ信号が制御用波長搬送波を用いてアクセスポイントＡＰに送られる。
【００５４】
図１３の例では、クライアントＣＬ２、ＣＬ３，ＣＬ４からのＲＴＳ信号に書き込まれた優先度情報は、ＣＬ４>ＣＬ３>ＣＬ２の順である。したがって、クライアントＣＬ１の通信が終了すると、最大優先度のクライアントＣＬ４にＣＴＳ信号が送られ、通信権が与えられる。通信権が与えられたクライアントＣＬ４は、データ通信用波長搬送波を用いてデータ送信が可能となる。
【００５５】
クライアントＣＬ４の通信が終了すると、次に優先度の大きいクライアントＣＬ３が通信可能になる。クライアントＣＬ３の通信が終了するとクライアントＣＬ２が通信可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
上記に実施例により本発明を説明したように無線ＬＡＮシステムでの優先制御が実現できる。したがって、本発明により複数のクライアント間で優先度に応じて送信権を確保可能とする無線ＬＡＮシステムにおける複数波長を利用したアクセス制御システムの提供が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
図１は、搬送波感知多重アクセス／衝突回避方式に従って通信を行う様子を示すタイムチャートである。
【００５８】
図２は、帯域予約要求方式（RTS/CTS : request to send / clear to send）に従って通信を行う様子を示すタイムチャートである。
【００５９】
図３は、本発明のアクセス制御システムに適用されるクライアント端末ＣＬの構成例を示すブロック図である。
【００６０】
図４は、図３のクライアント端末の動作フローを示す図である。
【００６１】
図５は、IEEEE802.11に従うデータ通信に用いられるデータ送信フォーマットを示す図である。
【００６２】
図６は、本発明に従う、データ送信フォーマットをＲＴＳフレームとする場合の説明図である。
【００６３】
図７は、本発明に従う、データ送信フォーマットをＣＴＳフレームとする場合の説明図である。
【００６４】
図８は、本発明に従う、データ送信フォーマットをＣＴＳフレームとする場合の説明図である。
【００６５】
図９は、フレーム本体(８)領域に書き込まれた優先度情報を説明する図である。
【００６６】
図１０は、本発明のアクセス制御システムに適用されるアクセスポイントＡＰの構成を示す図である。
【００６７】
図１１は、図１０の構成に対応してアクセスポイントＡＰの動作フローを示す図である。
【００６８】
図１２は、優先制御テーブル１３の内容の一例である。
【００６９】
図１３は、データ送信が輻輳する時のタイムチャートの一例を示す図である。
【国際調査報告】
2005034433.tif 000016
2005034433.tif 000017