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発明の名称 無線LANシステム
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2003−8586(P2003−8586A)
公開日 平成15年1月10日(2003.1.10)
出願番号 特願2001−186584(P2001−186584)
出願日 平成13年6月20日(2001.6.20)
代理人
発明者 臼井 洋介
要約 課題
ポーリング手順での子局に対するデータ伝送割当て時間を現状に適合した配分とし、システム全体のスループットを向上させた無線LANシステムを提供することを目的としている。

解決手段
制御部11dは、伝送時間計測部11eによって、割当て時間内に親局11と子局13との間で伝送に要した時間である伝送時間を計測してメモリ11fに記憶させる。全ての子局13の計測が終了すると、全ての子局13の割当て時間の合計である単位時間に占めるデータ伝送時間の使用率を演算部11gで各子局13毎に算出させ、メモリ11fに前回使用率として記憶させる。次にメモリ11fから子局#1〜#3の前回使用率のデータを読み出し、全ての子局13の使用率の合計値に対する各子局13の使用率に比例して単位時間を分割して各子局毎に割当て時間を再配分する。
特許請求の範囲
【請求項1】 ポーリング制御のもとで無線データ伝送を行なう親局と、予め決められた単位時間の中から前記親局により割り当てられた割当て時間内に前記親局との間で前記データ伝送を行う複数の子局とからなる無線LAN(LocalArea Network)システムにおいて、前記親局に、前記割当て時間内に同親局と前記子局との間で伝送に要した時間である伝送時間を計測する伝送時間計測部と、前記伝送時間データや前記割当て時間データを記憶するメモリと、同メモリに記憶された各データを読み出して所定の計算式で演算し、演算結果を前記メモリに記憶させる演算部と、前記伝送時間計測部と前記演算部と前記メモリとの制御を行なう制御部とを設け、同制御部は、前記メモリから前記伝送時間データと前記割当て時間データとを前記演算部へ転送させ、全ての前記子局の前記割当て時間の合計である前記単位時間に占める各前記子局の前記伝送時間の使用率を前記演算部で算出させ、算出された前記使用率データを前記メモリに記憶させ、前記親局は、全ての前記子局の前記使用率の合計値に対する各前記子局の前記使用率の値に比例して前記単位時間を分割して各前記子局毎に前記割当て時間を再配分することを特徴とする無線LANシステム。
【請求項2】 前記親局は、前記単位時間毎に前記割当て時間を再配分することを特徴とする請求項1記載の無線LANシステム。
【請求項3】 前記伝送時間データと前記割当て時間データとは、前記演算部を介してそれぞれ前記子局毎に前記メモリに累積記憶された累積割当て時間データと累積伝送時間データとからなり、前記使用率は、前記累積割当て時間データと前記累積伝送時間データから算出された累積使用率であり、前記親局は、予め決められた一定時間毎に前記累積使用率を用いて前記割当て時間を再配分することを特徴とする請求項1記載の無線LANシステム。
【請求項4】 前記制御部は各前記子局毎に、前記累積使用率データを予め決められた一定時間である複数の時間帯毎に前記メモリに記憶させ、前記親局は、前記メモリに記憶され、現在の時間帯と対応する前日の前記時間帯毎の前記累積使用率データを用いて前記割当て時間を再配分することを特徴とする請求項3記載の無線LANシステム。
【請求項5】 前記親局は、前記子局のログインまたはログアウトのタイミングで前記割当て時間を全ての前記子局に均等に再配分することを特徴とする請求項1乃至請求項3記載の無線LANシステム。
【請求項6】 前記親局は、予め決められた一定時間の間隔で、前記割当て時間を全ての前記子局に均等に再配分することを特徴とする請求項1乃至請求項2記載の無線LANシステム。
【請求項7】 前記伝送時間データまたは前記累積伝送時間データがゼロの場合には、前記伝送時間データまたは前記累積伝送時間データの値を所定の値にすることを特徴とする請求項1乃至請求項5記載の無線LANシステム。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、無線LANシステムに係わり、より詳細には、ポーリング制御のもとで親局と子局が無線を用いてデータ伝送を行なう無線LANシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、無線LAN(Local Area Network)システムは一例として図4に示すように、親局81と、同親局81の電波の届く範囲84に配設された複数の子局83とから構成されており、この無線LANシステムの親局81にサーバー80がLANケーブル85で接続されている。また、親局81と子局83とは無線により接続され、各々の間でデータ伝送を行なう構成となっている。
【0003】親局81は、サーバー80と親局81との間を結ぶLANケーブル85が接続されたLAN I/F(Local Area Network Interface)81aと、子局83と無線信号を送受信するアンテナ81bと、無線信号とデジタルデータとを相互に変換する無線モデム81cと、各子局83の通信制御を行う制御部81dとを備えており、LAN I/F81a、制御部81d、無線モデム81c、アンテナ81bの順で接続されている。一方、子局83は親局と無線信号を送受信するアンテナ83aと、無線信号とデジタルデータとを相互に変換する無線モデム83bと、同無線モデム83bに接続されたパソコン83cとを備えている。親局81と各子局83は、無線により接続されているため、営業マンがノート型パソコンを用いて社外で入力した伝票のデータを、社内に持ち帰ってから迅速に社内のサーバー80に接続して処理することができる。
【0004】この無線LANシステムでは、親局81が複数の子局83との通信タイミングを制御するためポーリング手順を用いている。ポーリング手順では、親局81が全ての子局83と1回ずつデータ伝送を行なうことができる単位時間をきめており、この単位時間を配分してそれぞれの各子局83に割り当てている。この時間が割当て時間であり、子局83は自分に割り当てられたこの割当て時間の間のみ、親局81とデータ伝送を行なうことができる。このように、ポーリング手順を用いたシステムでは、各子局83には必ず割当て時間が配分されているため、無線LANシステム全体のトラフィックが増加した時に、子局83同志の送信データの衝突がなく、CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection )伝送方式に比べて伝送効率が高い方式である。従来の方式ではこの割当て時間を各子局83に均等に配分するか、予め決定された配分とするか、もしくは子局83からの要求に応じて再配分していた。
【0005】しかしながら、均等または予め決定された配分では、業務に応じて刻々と変化する各子局83のデータ伝送時間に対応できず、無駄な空き時間が発生する場合があり、データ伝送時間の長い子局83とほとんどデータ伝送を行なわない子局83が混在する場合に、無線LANシステム全体のスループットが悪化していた。また、子局83からの要求に応じて再配分する場合でも、要求した子局83に優先的に割当て時間を配分するため、他の子局83が一時的に待たされるという問題があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は以上述べた問題点を解決し、ポーリング手順での子局に対するデータ伝送割当て時間を現状に適合した配分とし、システム全体のスループットを向上させた無線LANシステムを提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を解決するため、ポーリング制御のもとで無線データ伝送を行なう親局と、予め決められた単位時間の中から前記親局により割り当てられた割当て時間内に前記親局との間で前記データ伝送を行う複数の子局とからなる無線LAN(Local Area Network)システムにおいて、前記親局に、前記割当て時間内に同親局と前記子局との間で伝送に要した時間である伝送時間を計測する伝送時間計測部と、前記伝送時間データや前記割当て時間データを記憶するメモリと、同メモリに記憶された各データを読み出して所定の計算式で演算し、演算結果を前記メモリに記憶させる演算部と、前記伝送時間計測部と前記演算部と前記メモリとの制御を行なう制御部とを設け、同制御部は、前記メモリから前記伝送時間データと前記割当て時間データとを前記演算部へ転送させ、全ての前記子局の前記割当て時間の合計である前記単位時間に占める各前記子局の前記伝送時間の使用率を前記演算部で算出させ、算出された前記使用率データを前記メモリに記憶させており、前記親局は、全ての前記子局の前記使用率の合計値に対する各前記子局の前記使用率の値に比例して前記単位時間を分割して各前記子局毎に前記割当て時間を再配分する。
【0008】また、前記親局は、前記単位時間毎に前記割当て時間を再配分する。
【0009】または、前記伝送時間データと前記割当て時間データとは、前記演算部を介してそれぞれ前記子局毎に前記メモリに累積記憶された累積割当て時間データと累積伝送時間データとからなり、前記使用率は、前記累積割当て時間データと前記累積伝送時間データから算出された累積使用率であり、前記親局は、予め決められた一定時間毎に前記累積使用率を用いて前記割当て時間を再配分する。
【0010】または、前記制御部は各前記子局毎に、前記累積使用率データを予め決められた一定時間である複数の時間帯毎に前記メモリに記憶させ、前記親局は、前記メモリに記憶され、現在の時間帯と対応する前日の前記時間帯毎の前記累積使用率データを用いて前記割当て時間を再配分する。
【0011】また、前記親局は、前記子局のログインまたはログアウトのタイミングで前記割当て時間を全ての前記子局に均等に再配分する。
【0012】また、前記親局は、予め決められた一定時間の間隔で、前記割当て時間を全ての前記子局に均等に再配分する。
【0013】また、前記伝送時間データまたは前記累積伝送時間データがゼロの場合には、前記伝送時間データまたは前記累積伝送時間データの値を所定の値にする。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明による無線LANシステムを詳細に説明する。図1は本発明による無線LANシステムの一実施例を示すブロック図である。無線LAN(Local Area Network)システムは一例として図1に示すように、親局11と、同親局11の電波の届く範囲14に配設された複数の子局13とから構成されており、この無線LANシステムの親局11にサーバー10がLANケーブル15で接続されている。また、親局11と子局13とは無線により接続され、各々の間でデータ伝送を行なう構成となっている。この無線LANシステムでは、親局11が複数の子局13との通信タイミングを制御するためにポーリング手順を用いている。ポーリング手順では、親局11が全ての子局13と1回ずつデータ伝送を行なうことができる単位時間をきめており、この単位時間を配分してそれぞれの各子局13に割り当てている。この時間が割当て時間であり、子局13は自分に割り当てられたこの割当て時間の間のみ、親局11とデータ伝送を行なうことができる。
【0015】親局は、サーバー10と親局11との間を結ぶLANケーブル15で接続され、LAN I/F(Local Area Network Interface) 11aと、子局13と無線信号を送受信するアンテナ11bと、無線信号とデジタルデータとを相互に変換する無線モデム11cと、割当て時間内に親局11と子局13との間で伝送に要した時間である伝送時間を計測する伝送時間計測部11eと、伝送時間データや割当て時間データを記憶するメモリ11fと、同メモリ11fに記憶された各データを読み出して所定の計算式で演算し、演算結果をメモリ11fに記憶させる演算部11gと、伝送時間計測部11eと演算部11gとメモリ11fとの制御を行なう制御部11dとから構成されている。またLAN I/F11a、制御部11d、無線モデム11c、アンテナ11bの順で各ブロックが接続され、伝送時間計測部11eと演算部11gとメモリ11fとは、制御部11dに接続されている。なお図示しないが、制御部11dの内部には時計機能を備えている。一方、子局13は、親局11と無線信号を送受信するアンテナ13aと、無線信号とデジタルデータとを相互に変換する無線モデム13bと、同無線モデム13bに接続されたパソコン13cとを備えている。
【0016】以上の構成において、つぎにその動作を説明する。図2は無線LANシステムの割当て時間を説明する図であり、(A)は割当て時間変更前、(B)は割当て時間変更後である。また、図3はメモリ11fに記憶されたデータの一例を示す図である。本無線LANシステムでは、例えば前述の単位時間を100mSに、また現在ログインしている子局13を3台として説明する。図2(A)に示すようにシステムが立ち上がった初期の状態では、子局13が伝送しようとしているデータのデータ伝送時間が不明のため、制御部11dは単位時間100mSを3台の子局13で均等に配分し、各々33.3mSを割当て時間とする。この割当て時間は、図3に示すメモリ11fの前回割当て時間の項に、子局#1〜#3として33.3mSが記憶される。
【0017】次に、親局11がこの割当て時間に従ってポーリング制御を行い、その結果、図2(A)の黒棒で示すように、子局#1〜#3のデータ伝送が発生し、それぞれ、33mS、15mS、8mSであったとする。このデータ伝送時間は、制御部11dの指示により伝送時間計測部11eにて計測され、メモリ11fの前回伝送時間の項に、子局#1〜#3毎に記憶される。制御部11dでは全ての子局13の計測が終了すると、メモリ11fから前回割当て時間の項と前回伝送時間の項での全ての子局13のデータを読み出す。次に、全ての子局13の割当て時間の合計である単位時間(100mS)に占めるデータ伝送時間の使用率を演算部11gで各子局13毎に算出させ、算出された使用率データをメモリ11fの前回使用率の項に記憶させる。これは100mSに対する子局13のデータ伝送時間の比率であり、この例では子局#1〜#3がそれぞれ33%、15%、8%となる。
【0018】次に制御部11dは、メモリ11fから子局#1〜#3の前回使用率の項のデータをそれぞれ読み出し、全ての子局13の使用率の合計値に対する各子局13の使用率に比例して単位時間を分割して各子局毎に割当て時間を再配分する。つまり、再配分された割当て時間Tn=単位時間×前回使用率n÷(前回使用率1+前回使用率2+前回使用率3 )
注)nは子局の番号(1〜3)を表す。
となり、それぞれの子局13の再配分された割当て時間は、子局#1=100×33÷(33+15+8)=59mS子局#2=100×15÷(33+15+8)=27mS子局#3=100× 8÷(33+15+8)=14mSとなる。この再配分された割当て時間は、メモリ11fの前回割当て時間の項に、子局#1〜#3としてそれぞれが記憶される。この再配分された割当て時間を示したものが図2(B)である。ここで、もし、各子局13が前回と同じ時間のデータ伝送を行なったと仮定すると、図2(A)の割当て時間変更前と比べ、図2(B)の割当て時間変更後の方が明らかにスループットが向上している。なお、子局#1のデータ伝送時間は割当て変更前に55mSの予定であったと仮定している。以下同様に毎回の単位時間毎に前回のデータ伝送時間の実績をもとに次回の割当て時間を再配分する。
【0019】このように、毎回の単位時間毎に前回のデータ伝送時間の実績をもとに次回の割当て時間を再配分することにより、刻々と変化する各子局13のデータ伝送時間に対応して、適切な割当て時間を配分することが可能であり、結果的にシステム全体のスループットを向上させることができる。
【0020】また、前回のデータ伝送時間の実績がゼロ(伝送するデータが無かった場合)の時は、予め決められた最小のデータ伝送時間の値、例えば5mSを前回のデータ伝送時間として使用することにより、常に最小限の割当て時間を確保することができる。また、例えば1000mS毎の一定時間の間隔で、強制的に割当て時間を各子局13に均等に再配分してもよい。これは比較的長い時間のデータ伝送を行なっている子局13の伝送を一時的に制限し、他の子局13に比較的長い時間のデータ伝送を行うチャンスを与えることができる。また、いずれかの子局13がシステムにログインまたはログアウトしたときに、強制的に割当て時間を各子局13に均等に再配分してもよい。これにより、ログインした新たな子局13に割当て時間を配分したり、ログアウトした子局13の割当て時間を他の子局13に再配分したりすることができる。
【0021】以上の実施例では基本的な再配分のタイミングを単位時間毎としている。この方法は、個々の子局13のデータ伝送量が比較的少ないようなシステムに有効である。しかしながら、個々の子局13のデータ伝送量が比較的多く、さらにこのデータ伝送が間欠的に発生する場合には、現在データ伝送している子局13に割当て時間が多く配分されることになり、結果的に他の子局13のデータ伝送に時間がかかる場合がある。これを解決したのが次の実施例である。この別の実施例では、機器の構成は前述の実施例と同じであり、前回使用率を求めるためのデータを前回の単位時間での結果でなく、ある一定時間での結果の累積データを用いる点が異なる。つまり、ある一定時間での前回割当て時間データと前回伝送時間データとを累積して記憶させておき、この累積結果をもとに前述した計算方法により累積データによる前回使用率を算出し、同様に割当て時間を再配分する。この実施例では、ある一定時間を1時間(3600秒)とし、この間の前回割当て時間データと前回伝送時間データとを演算部11gを介して、図3に示すようにメモリ11fに、それぞれ累積割当て時間、累積伝送時間として子局13ごとに記憶させる。累積を開始してから1時間が経過すると、制御部11dは累積使用率を計算させ、子局13ごとにメモリ11fに記憶させるとともに、割当て時間を計算させ、次の1時間の間でこの割当て時間を使用する。
【0022】このように累積されたデータを使用し、データを平均化することにより、個々の子局13のデータ伝送量が比較的多く、さらにこのデータ伝送が間欠的に発生する場合においても、各子局13に平等な割当て時間を配分し、結果的にシステム全体のスループットを向上させることができる。また、システムの運用上で子局13の毎日の運用パターンが比較的決まっている場合は、メモリ11fの前述の1時間毎の累積使用率を対応する時刻の時間帯、例えば図3に示す8:00〜23:00の項に記憶させ、翌日のある時間帯での割当て時間をこの時間帯と対応する累積使用率を用いて決定してもよい。これにより、予め各子局13の運用に合わせて割当て時間を配分し、結果的にシステム全体のスループットを向上させることができる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による無線LANシステムによれば、親局に、割当て時間内に同親局と子局との間で伝送に要した時間である伝送時間を計測する伝送時間計測部と、伝送時間データや割当て時間データを記憶するメモリと、同メモリに記憶された各データを読み出して所定の計算式で演算し、演算結果をメモリに記憶させる演算部と、伝送時間計測部と演算部とメモリとの制御を行なう制御部とを設け、同制御部は、メモリから伝送時間データと割当て時間データとを演算部へ転送させ、全ての子局の割当て時間の合計である単位時間に占める各子局の伝送時間の使用率を演算部で算出させ、算出された使用率データをメモリに記憶させており、親局は、全ての子局の使用率の合計値に対する各子局の使用率の値に比例して単位時間を分割して各子局毎に割当て時間を再配分することにより、刻々と変化する各子局13のデータ伝送時間に対応して、適切な割当て時間を配分することが可能であり、結果的にシステム全体のスループットを向上させることができる。




 

 


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