通信控制装置、通信控制方法、控制方法、通信控制程序、记录介质的制作方法
【专利摘要】即使在构成无线LAN的无线中继装置及无线终端装置之中包含有未与IEEE802.11e对应的装置的情况下，也能够针对上行或下行的任意通信方向，利用单独的装置实现精细的优先控制。在收容多个无线终端装置(20)的无线访问点装置中设置有：判定处理部(SA130)，其观测向各个无线终端装置(20)发送的数据包以及从无线终端装置(20)接收到的数据包，判定是否具有正在进行优先级高的通信的装置；以及优先控制处理部(SA140)，其在由判定处理部(SA130)判定为具有正在进行优先级高的通信的装置的情况下，利用CTS报文禁止由除了正在进行优先级高的通信的无线终端装置(20)以外的无线终端装置(20)进行的通信的开始。
【专利说明】通信控制装置、通信控制方法、控制方法、通信控制程序、记录介质
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线LAN (Local Area Network)中的优先控制技术。
【背景技术】
[0002]所谓数据通信中的优先控制，是指针对要求实时性的数据，预先确保其传送所需的频带、或进行优先的频带分配等，以保障通过量、传送延迟。作为上述优先控制的一例而举出QoS(Quality of Service)。近年来,伴随无线通信技术的普及,除了电子邮件的接收/发送、Web网页的阅览，还通常利用无线终端装置进行声音数据、影像数据等的实时通信，并且无线LAN中的优先控制的重要性提高。作为无线LAN中的优先控制的一例，举出按照IEEE802.1le 规定出的 EDCA(Enhanced Distributed Channel Access)访问类别的分类。按照EDCA访问类别的分类进行的优先控制，是指将经由无线LAN进行的数据通信分类为各自优先级不同的4个访问类别，使无线访问点装置等无线中继装置优先执行优先级高的访问类别的数据通信的中继。另外，还提出有按照EDCA的基础上进一步实现精细的优先控制的技术(例如，参照专利文献I)、将与IEEE802.1le不对应的无线通信装置作为对象而实现与EDCA同等的优先控制的技术(例如，参照专利文献2)。
[0003]如果进行更详细地说明，则在专利文献I中公开有下述技术，即，将各无线终端装置所使用的SSID设定为彼此不同，并且，在这些SSID之间预先确定优先等级，从而实现比EDCA中的优先控制更精细的优先控制。SSID (Service Set Identifier)，是指唯一识别无线LAN的标识符(与所谓网络地址对应的标识符)，在EDCA中能够针对各个SSID设定4个等级的访问类别。在专利文献I公开的技术中，由于将各无线终端装置所使用的SSID设定为彼此不同，因此，能够在I个无线访问点装置中设定如“4XSSID的设定数”的优先级，而进行优先控制。另一方面，在专利文献2中公开有下述技术，即，在无线终端装置以及无线访问点装置的各自向无线区间发送数据包时，通过从上位层的协议(例如数据链路层)向下位层的协议(例如物理层)的排队，实现与IEEE802.1le的EDCA同样的优先控制。
[0004]专利文献1:日本特开平2006 - 211362号公报
[0005]专利文献2:日本特开平2007 - 235782号公报
【发明内容】
[0006]在专利文献I公开的技术中，是以成为优先控制的对象的进行数据通信的全部装置(无线访问点装置以及无线终端装置)与IEEE802.1le相对应作为前提的。但是，在无线LAN中常见收容有多种机型的无线终端装置，不符合上述前提的情况也很多。在专利文献2公开的技术中，虽然未出现上述问题，但存在下述问题，S卩，利用I个装置无法实现如VoIP (Voice over Internet Protocol)的声音通话那样的双向通信中的优先控制。在专利文献2公开的技术中，由于通过从上位层的协议(例如数据链路层)向下位层的协议(例如物理层)的排队而实现优先控制，因此，如果将专利文献2的技术应用于无线终端装置，则仅能够针对从无线终端装置向无线访问点装置发送的数据包(即，上行方向的通信数据包)进行优先控制，如果应用于无线访问点装置，则仅能够针对下行方向的通信进行优先控制。
[0007]本发明就是鉴于上述课题而提出的，其目的在于提供下述技术，即，即使在构成无线LAN的无线中继装置及无线终端装置之中包含有与IEEE802.1le不对应的装置的情况下，也能够针对上行或下行的任意通信方向利用单独的装置实现精细的优先控制。
[0008]为了解决上述课题，本发明的一个方式提供一种通信控制装置，其具有:判定单元，其进行观测及判定处理，即，对在无线中继装置和收容于所述无线中继装置中的多个无线终端装置各自之间接收/发送的数据包进行观测，并判定是否具有正在进行优先级高的通信的装置；以及优先控制单元，其在由所述判定单元判定为具有正在进行优先级高的通信的装置的情况下，在所述无线中继装置及所述多个无线终端装置中，禁止由除了所述正在进行优先级高的通信的装置以外的装置进行的通信的开始。
[0009]根据上述通信控制装置，能够在无线中继装置以及收容于该无线中继装置中的无线终端装置中，禁止由除了正在进行优先级高的通信的装置以外的装置重新开始通信。因此，如果无线中继装置以及收容于该无线中继装置的无线终端装置各自是依照IEEE802.11的装置，则之后直至优先级高的通信结束为止，仅对该正在进行通信的装置赋予数据的发送权。例如，如果对无线中继装置赋予数据的优先发送权，则实现从无线中继装置朝向无线终端装置的方向上的通信(即，下行方向的通信)的优先控制。反之，如果对收容于无线中继装置的任意无线终端装置赋予数据的优先发送权，则实现从无线终端装置朝向无线中继装置的方向上的通信(即，上行方向的通信)的优先控制。这样，根据本发明的通信控制装置，针对上行及下行的任意方向的通信均能够进行优先控制，能够单独利用该通信控制装置实现如VoIP的声音通话这种双向通信的优先控制。
[0010]在此，关于禁止由除了正在进行优先级高的通信的装置以外的装置进行的通信的开始，考虑利用CTS (Clear to Send)报文实现。CTS报文(或者利用该报文而避免通信电波的冲突的RTS/CTS机制)，是在与IEEE802.1le相比更基本的无线通信标准即IEEE802.11中确定的，因此只要是构成无线LAN的无线通信装置，则一定是相对应的。即，根据本发明，即使在构成无线LAN的无线中继装置及无线终端装置中包含有与IEEE802.1le不对应的装置的情况下，也能够实现优先控制。另外，在本发明中，由于不存在关于无线中继装置及收容于无线中继装置的无线终端装置有无与IEEE802.1le相对应的问题，因此，不限定于在IEEE802.1le中限定的4个等级的访问类别，还能够根据需要而定义出小于或等于3个等级或大于或等于5个等级的优先级的类别。这样，根据本发明，即使在构成无线LAN的无线中继装置及无线终端装置中包含有与IEEE802.1le不对应的装置的情况下，也能够针对上行或下行的任意通信方向利用单独的装置实现精细的优先控制。
[0011]此外，关于本发明所涉及的通信控制装置，可以独立于无线中继装置、且也可以独立于在无线中继装置中收容的无线终端装置而设为独立装置，另外，也可以设为组装在无线中继装置或者收容于无线中继装置中的无线终端装置上而与它们一体形成的装置。
[0012]在其他方式中，所述判定单元也可以周期性地执行所述观测及判定处理。此时，所述判定单元也可以每隔恒定期间或者恒定数据包数量而周期性地执行所述观测及判定处理。根据上述方式，与对在无线中继装置和收容于该无线中继装置中的无线终端装置之间接收/发送的全部的数据包进行观测，而判定有无正在进行优先级高的通信的装置的情况相比，能够将对通信控制装置的处理负荷抑制得较低。特别地，在将上述通信控制装置组装在无线中继装置中的方式中，以上述方式将处理负荷抑制得较低，由此能够使得不对无线中继装置原本的功能即数据包的转送控制造成障碍。
[0013]另外，作为其他方式，考虑下述方式，S卩，在由判定单元判定为正在进行优先级高的通信的装置存在多个的情况下，直至判定出正在进行优先级高的通信的装置全部作为优先控制对象被选择为止，使优先控制单元重复执行下述处理:优先控制对象选择处理，在该处理中，选择判定为正在进行优先级高的通信的装置中的I个，作为优先控制的对象；优先控制处理，在该处理中，在根据在优先控制对象选择处理中选择出的装置正在进行的通信的优先级而确定的第一期间、或者预先确定的恒定的第二期间中，禁止由除了该选择出的装置以外的其他装置进行的通信的开始；以及选择解除处理，在该处理中，将经过了所述第一期间或者第二期间作为契机，解除通过所述优先控制对象选择处理的选择。
[0014]更具体地说，考虑下述方式，S卩，在上述优先控制对象选择处理中，将判定为正在进行优先级高的通信的装置中选择作为优先控制的对象还未被选择的装置作为优先控制的对象，在上述优先控制处理中，在根据该选择出的装置正在进行的通信的优先级而确定的期间中，禁止由其他装置进行的通信的开始(即，通过判定单元判定为正在进行优先级高的通信的装置各自被选择一次作为优先控制对象，将该装置正在进行的通信的优先级反映至禁止由其他装置进行的通信的期间的长度)。
[0015]另外，还考虑下述方式，即，在上述优先控制对象选择处理中，进行优先控制对象的选择，使得关于判定为正在进行优先级高的通信的各装置的每单位时间的选择频率对应于该装置正在进行的通信的优先级，在上述优先控制处理中，在预先确定出的恒定期间内，禁止由其他装置进行的通信的开始(即，将由判定单元判定为正在进行优先级高的通信的装置正在进行的通信的优先级，反映至每单位时间作为优先控制对象而选择的频率的方式)，并且，还考虑下述方式，即，将由判定单元判定为正在进行优先级高的通信的装置正在进行的通信的优先级，同时反映至每单位时间的选择频率、和禁止由其他装置进行的通信的期间的长度这两者。
[0016]根据上述各方式，即使在多个装置进行优先级高的通信，且这些通信的优先级彼此不同的情况下，也能够根据各通信的优先级公平地进行优先控制。另外，考虑无线通信中的传送速度(也称为每单位时间的传送数据量、传送速率)伴随无线终端装置的移动、电波状况的变化等而可能时时变化，在根据选择出的装置正在进行的优先级而对禁止由其他装置进行的通信的开始期间进行调整的方式的情况下，可以参考该选择出的装置正在进行的通信的传送速度而进行该期间的调整。同样地，可以参考各装置正在进行的通信的传送速度而对选择各装置的频率进行调整。
[0017]并且，作为其他方式而考虑下述方式，S卩，设置存储单元，其对表示通信优先级的计算方法的规则数据进行存储；以及更新单元，其更新在存储单元中存储的规则数据，使判定单元基于在存储单元中存储的规则数据所示的计算方法，确定无线中继装置以及多个无线终端装置的各自正在进行的通信的优先级，基于该确定结果判定有无正在进行优先级高的通信的装置。根据上述方式，能够根据无线LAN的使用目的、使用状况而灵活地确定规则数据，能够简便地实现依照该使用目的、使用状况的优先控制。
[0018]另外，作为用于解决上述课题的其他方式而考虑下述方式，即提供一种对在无线中继装置和收容于所述无线中继装置中的多个无线终端装置的各自之间进行的接收/发送的数据包进行观测，在具有正在进行优先级高的通信的装置的情况下，禁止由除了该装置以外的装置进行的通信的开始的通信控制方法、或者使计算机(控制装置内的控制部)执行该通信控制方法的程序、或者用于存储该程序的非易失性的存储装置。根据上述方式，即使在构成无线LAN的无线中继装置及无线终端装置中包含有与IEEE802.1le不对应的装置的情况下，也能够针对上行或下行的任意通信方向利用单独的装置实现精细的优先控制。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是表示实现本发明的一个实施方式所涉及的通信控制装置的作用的包含无线访问点装置10在内的无线通信LAN的结构例的图。
[0020]图2是表示无线访问点装置10的结构例的图。
[0021]图3是表示在无线访问点装置10的非易失性存储部144中存储的优先级划分规则数据的一例的图。
[0022]图4是用于说明无线访问点装置10的控制部110按照通信控制程序执行的处理的图。
[0023]图5是用于说明无线通信中的隐藏终端问题、以及用于解决该隐藏终端问题的方案即RTS/CTS的图。
[0024]图6是用于说明本实施方式的动作的图。
【具体实施方式】
[0025]下面，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。
[0026]图1是表示实现本发明的一个实施方式所涉及的通信控制装置的作用的包含无线访问点装置10在内的无线LAN的结构例的图。如图1所示，在该无线LAN中包含有■?无线访问点装置10、收容在该无线访问点装置10中的无线终端装置20A、20B及20C。
[0027]无线终端装置20A、20B及20C分别是例如具有无线通信功能的个人计算机、PDA (Personal Digital Assistant),位于数据通信的终端。图1的各个无线终端装置20A、20B及20C虽然未与IEEE802.1le对应，但与IEEE802.11相对应。以下，在无需区分各个无线终端装置20A、20B及20C的情况下，仅标记为“无线终端装置20”。此外，在图1中，对收容于无线访问点装置10中的无线终端装置的数量为3个的情况进行了例示，但收容于无线访问点装置10中的无线终端装置的数量可以小于或等于2个，当然也可以大于或等于4个。另外，在本实施方式中，对收容于无线访问点装置10中的无线终端装置全部与IEEE802.1le不对应的情况进行了说明，但也可以是收容于无线访问点装置10中的无线终端装置与IEEE802.1le相对应。即，无线终端装置20是否与IEEE802.1le相对应对本实施方式来说不是问题。
[0028]另一方面，无线访问点装置10是收容无线终端装置20而构成无线LAN，并且与未图示的有线通信网连接的无线中继装置。无线访问点装置10将从有线通信网向无线终端装置20发送的数据包或者从无线终端装置20向有线通信网发送的数据包等作为对象，提供基于其发送目标地址的转送控制(所谓路由)服务。即，在图1所示的无线LAN中，无线访问点装置10实现路由器的作用。该无线访问点装置10是虽然与IEEE802.11相对应，但与IEEE802.1le不对应的无线通信装置。在本实施方式中，构成无线LAN的无线访问点装置10、无线终端装置20A、20B及20C分别与IEEE802.1le不对应，但通过使无线访问点装置10执行显著地示出本实施方式的特征的处理，从而针对上行或下行的任意通信方向均实现精细的优先控制。以下，以无线访问点装置10为中心进行说明。
[0029]图2是表示无线访问点装置10的硬件结构的图。
[0030]如图2所示，无线访问点装置10包含有:控制部110、无线通信部120、网络接口部130、存储部140以及在这些结构要素之间作为数据收发的中介的总线150。
[0031]控制部110例如是CPU (Central Processing Unit)。控制部110通过执行在存储部140中存储的各种程序，从而实现无线访问点装置10的控制中枢的作用。无线通信部120包含有天线、符号处理部(在图2中省略图示)，将从控制部110发送的数据包与载波(通信电波)叠加并发送，另一方面，将在接收到的载波中叠加的数据包提取而发送至控制部110。网络接口部130是例如以太网(注册商标)接口，与有线通信网(在图1中省略图示)连接。网络接口部130接收经由有线通信网发送来的数据包而发送至控制部110，另一方面，将从控制部110发送来的数据包发送至有线通信网。
[0032]存储部140包含有易失性存储部142和非易失性存储部144。易失性存储部142是例如RAM (Random Access Memory)等易失性存储器。该易失性存储部142起到实现执行各种程序时的工作区域的作用，并且，起到将从无线通信部120或者网络接口部130接收到的数据包进行暂时存储的缓存器的作用。与此相对，非易失性存储部144由例如硬盘、EEPROM等构成。在非易失性存储部144中存储有用于使控制部110执行显著地示出本实施方式所涉及的无线访问点装置10的特征的程序、数据。作为在非易失性存储部144中存储的数据的一例，举出路由表和优先级划分规则数据。另外，作为在非易失性存储部144中存储的程序的一例，举出通信控制程序。在非易失性存储部144中存储的数据及程序中，关于路由表，由于与通常的路由器所具有的路由表相比没有特别不同之处，因此省略说明，下面，针对优先级划分规则数据以及通信控制程序进行详细说明。
[0033]优先级划分规则数据是规定在无线访问点装置10和无线终端装置20之间进行的通信的优先级进行计算时的计算方法的数据。在此，作为通信的优先级的确定方法而考虑各种方式。例如考虑下述方式，即，针对成为通信终端(数据包的发送目标、或者数据包的发送源)的每个无线终端装置20而预先确定优先级的方式、针对由I个或多个无线终端装置20构成的每个组而预先确定优先级的方式、或者针对每个通信的种类而预先确定优先级的方式等。
[0034]例如，在针对每个无线终端装置20而确定优先级的情况下，如图3(A)所示，可以将唯一地识别各无线终端装置20的终端标识符和表示分配至该无线终端装置20的优先级的优先级数据相关联而得到的列表形式的数据作为优先级划分规则数据使用。此外，作为终端标识符，可以使用在OSI参照模型的第2层(数据链路层)中唯一地识别各装置的标识符即MAC(Media Access Control)地址,另外，也可以使用在其第3层(网络层)中唯一地识别各装置的标识符即IP地址。例如，在图3(A)所示的例子中，作为终端标识符而使用IP地址。如果针对无线LAN的每个使用者而将IP地址固定，则通过利用IP地址作为终端标识符，即使各使用者变更无线终端装置的机型，也能够享受与其变更前相同的优先控制。关于优先级数据，例如可以使用表示非负值的数据，设为越小值的优先级数据表示越高的优先级即可。在IEEE802.1le中，通过访问类别的名称而划分了 4个等级的优先级，但在本实施方式中优先级的等级数不受限制，能够定义所需数量的优先级等级。
[0035]在针对由I个或多个无线终端装置20构成的每个组而确定优先级的方式的情况下，如图3(B)所示，可以将唯一地表示各组的组标识符和优先级数据相关联而得到的列表形式的数据作为优先级划分规则数据使用。在此，作为组标识符，可以使用属于该组的无线终端装置20的终端标识符的列表，另外，在属于各组的无线终端装置20具有连续的终端标识符的情况下，可以将表示属于该组的无线终端装置20的终端标识符的上限及下限的数据作为组标识符使用。另外，也可以针对由I或多个无线终端装置20构成的每个组而分配不同的SSID，将该SSID作为组标识符使用。并且，在针对每个通信的种类而确定优先级的方式的情况下，如图3(C)所示，将规定通信的种类的协议标识符(例如，端口编号等)和优先级数据相关联而得到的列表形式的数据作为优先级划分规则数据使用即可。
[0036]另外，当然也可以同时使用将通过终端标识符进行的等级划分和通过协议标识符进行的等级划分。根据上述方式，例如，将无线终端装置20A所涉及的VoIP通信的优先级设为最高，然后，将无线终端装置20B所涉及的VoIP通信的优先级设为第二高，然后，将无线终端装置20A所涉及的HTTP通信的优先级设为第三高，然后，将无线终端装置20B所涉及的HTTP通信的优先级第4高，能够这样具体地实现更加精细的优先控制。同样地，也可以同时使用将通过终端标识符进行的等级划分和通过组标识符进行的等级划分，进行在组之间附加优先等级和在组内附加优先等级，另外，当然也可以同时使用通过终端标识符进行的等级划分、通过组标识符进行的等级划分以及通过协议标识符进行的等级划分。
[0037]以上是关于优先级划分规则数据的详细内容。
[0038]下面，对通信控制程序进行说明。
[0039]如果接通无线访问点装置10的电源(省略图示)，则控制部110从非易失性存储部144将通信控制程序读取至易失性存储部142，开始执行该程序。按照该通信控制程序进行动作的控制部110如图4所示，作为数据包转送处理部SA110、等级划分处理部SA120、判定处理部SA130以及优先控制处理部SA140起作用。上述各部分(软件模块)的作用如下述所示。
[0040]数据包转送处理部SAllO执行基于发送目标地址的数据包的转送控制。如果更详细地说明，则数据包转送处理部SAllO将从无线通信部120或者网络接口部130发送的数据包按照其发送顺序而写入至易失性存储部142内的缓存器(在图4中省略图示)。另外，数据包转送处理部SAllO参照路由表而确定从优先控制处理部SA140发送的数据包的转发目标，根据该确定结果而发送至无线通信部120或者网络接口部130中的某一个。此外，在图4中以虚线箭头示出数据包的流向，其他数据的流向(例如，数据的参照等)以实线箭头示出。
[0041]等级划分处理部SA120针对上行方向及下行方向的各个方向在易失性存储部142内生成与在优先级划分规则数据中所定义的各个优先级相对应的队列(以下，称为优先级区分队列)，将通过数据包转送处理部SAl 10写入至易失性存储部142内的缓存器的数据包按照其写入顺序进行读取，并写入至与该数据包的通信方向及优先级相对应的优先级区分队列。如果更详细地说明，则等级划分处理部SA120首先参照从上述缓存器中读取出的数据包的数据头部，取得用于确定通过该数据包的发送/接收所实现的通信的优先级的关键信息。而且，等级划分处理部SA120通过参照优先级划分规则数据而取得与该关键信息相对应的优先级数据，从而确定通过该数据包的发送/接收所实现的通信的优先级，并根据该确定结果进行数据包向优先级区分队列的写入。
[0042]例如，在针对每个无线终端装置20而确定优先级的情况下(S卩，图3(A)所示的优先级划分规则数据已存储在非易失性存储部144中的情况下)，等级划分处理部SA120首先在从易失性存储部142内的缓存器中读取出的数据包的数据头部(或者将该数据包包含在有效载荷部中的帧的数据头部)中取得该数据包的发送源或发送目标的终端标识符。更详细地说明，如果是下行方向的数据包(向无线区间送出的数据包)，则等级划分处理部SA120取得发送目标的终端标识符而作为上述关键信息，反之，如果是上行方向的数据包(从无线区间接收到的数据包)，则等级划分处理部SA120取得发送源的终端标识符而作为上述关键信息。并且，等级划分处理部SA120在按照上述方式取得的关键信息与优先级数据相关联地存储在优先级划分规则数据中的情况下，将该数据包写入至与其优先级数据所示的优先级以及其通信方向相对应的队列中。
[0043]判定处理部SA130每隔预先确定的期间对通过数据包转送处理部SAllO转送的上行方向的数据包进行观测，以比上述预先确定的期间较长的时间周期，重复执行对有无正在进行优先级高的通信的无线终端装置20进行判定的处理。更详细地说明，在预先确定的期间，判定处理部SA130在每次通过数据包转送处理部SAllO将上行方向的数据包写入易失性存储部142内的缓存器中时，确定通过该数据包的发送/接收所实现的通信的优先级，将确定出的优先级与规定的阈值相比较而判定有无正在进行优先级高的通信的无线终端装置20。在此，通过数据包的发送/接收所实现的通信的优先级的确定方法与前述的等级划分处理部SA120中的情况相同。例如，在作为优先级数据而使用值越小表示优先级越高的方式的情况下，判定处理部SA130在上述预先确定的期间内，在比上述规定阈值小的值的优先级数据的上行方向的数据包写入至上述缓存器中的情况下，判定出具有正在进行优先级高的通信的无线终端装置20。此外，关于上述预先确定的期间的时间长度、上述判定处理的执行周期以及上述阈值，可以根据无线LAN的利用状况适当地设定合适的值。并且，判定处理部SA130将判定为正在进行优先级高的通信的全部无线终端装置20的终端标识符和表示其优先级的优先级数据，向优先控制处理部SA140输出，指示禁止由除了该终端标识符所示的无线终端装置20以外的无线终端装置20进行的通信的开始。
[0044]如上所述，在本实施方式中，并非始终对通过数据包转送处理部SAllO转送的全部的上行方向的数据包进行观测而进行有无正在进行优先级高的通信的装置的判定。因此，根据本实施方式，与始终观测全部的上行方向的数据包而进行上述判定的方式相比，能够减轻对控制部110的处理负荷，使得不对无线访问点装置10的原本的功能即数据包的转送控制造成障碍。此外，在本实施方式中，为了判定有无正在进行优先级高的通信的装置，确定期间而对上行方向的数据包进行采样，但也可以确定要采样的数据包的个数而进行该判定。这是因为如上所述地通过预先确定要采样的数据包的个数的方式，与始终观测全部的上行方向的数据包而进行上述判定的方式相比，能够减轻对控制部110的处理负荷。另夕卜，如果控制部110的处理能力足够高，即使始终观测全部的上行方向的数据包而进行上述判定，也不会对数据包的转送控制造成障碍，则也可以始终观测全部的上行方向的数据包而进行上述判定。
[0045]优先控制处理部SA140将存储在上行方向及下行方向的优先级区分队列中的数据包，按照从存储在优先级高的队列中的数据包依次读取并输出至数据包转送处理部SAllO0由此，能够实现针对优先级高的通信优先地分配频带(所谓QoS)。除了这种QoS之外，优先控制处理部SA140还执行下述处理，即，禁止由除了从判定处理部SA130输出的终端标识符所示的无线终端装置20以外的无线终端装置20进行的通信的开始。更详细地说明，优先控制处理部SA140生成CTS (Clear to Send)报文并发送至无线通信部120，该CTS报文中作为接收站点地址而写入有从判定处理部SA130赋予的终端标识符，通过将该CTS报文向无线区间送出而禁止由其他的无线终端装置20进行的通信的开始。在此，CTS报文是为了避免无线通信中的通信电波的冲突而在IEEE802.11中确定的通信报文。下面，在说明CTS报文的详细内容之前，对无线通信中的通信电波的冲突以及用于避免该冲突的CSMA/CA简单地进行说明。
[0046]在利用线缆将通信终端和中继装置连接的有线通信中，该线缆被其连接目标的通信终端占有。但是，在无线通信中，在无线访问点装置和该无线访问点装置所收容的全部无线终端装置之间的传送通路(电波)由全部的无线终端装置共用，这点与有线通信不同。这样，在无线通信中，由于无线访问点装置所收容的全部的无线终端装置共用传送通路(电波)，因此作为避免通信电波的冲突的方法而采用CSMA/CA这样的方法。在CSMA/CA中，试图向无线访问点装置发送数据包的无线终端装置在该开始发送前，在称为DIFS的期间中，确认其他的无线终端装置是否发出了通信电波(载波感测)，在其他的无线终端装置未发出通信电波的情况下，进一步等待恒定时间后开始数据包的发送。该载波感测后的等待时间例如使用近似随机数等针对各个无线终端装置确定。由此，避免通信电波的冲突。
[0047]这样，在无线通信中通过CSMA/CA而实现避免通信电波的冲突，但仅通过CSMA/CA有时无法避免通信电波的冲突。存在所谓隐藏终端问题的问题。如图5(A)所示，即使无线访问点装置30和无线终端装置40A及40B的各自能够通信，但在无线终端装置40A和无线终端装置40B的距离过远(或者它们之间存在电波的遮挡物)的情况下，无线终端装置40A和40B各自即使在另一方与无线访问点装置30通信中也无法进行载波感测，导致开始数据包的发送后发生通信电波的冲突。这就是隐藏终端问题。
[0048]用于解决该隐藏终端问题的方案是RTS (Request to Send)/CTS。图5 (B)是用于说明RTS/CTS的图。例如，在图5(A)的无线终端装置40A试图开始向无线访问点装置30发送数据包的情况下，在RTS/CTS中，无线终端装置40A首先发送要求数据包的发送许可的RTS报文(M001)。接收到RTS报文的无线访问点装置30如果能够接收数据包，则答复表示接收准备完毕的CTS报文(M002)。图5(C)是表示CTS报文的格式的图。如图5(C)所示，在CTS报文中作为接收站点地址而设置有许可数据包的发送(即，赋予数据包的发送权)的无线终端装置的通信地址(RTS报文的发送源地址)，并且，设置有表示向该无线终端装置赋予发送权的期间的长度的durat1n数据。此外，图5(C)的FCS是用于修正传送错误的帧检验序列。
[0049]各个无线终端装置40A、40B以及40C如果接收到从无线访问点装置30发送出的CTS报文，则对该CTS报文中所包含的接收站点地址是否与本装置的通信地址一致进行判定。无线终端装置40A、40B以及40C中的CTS报文的接收站点地址与本装置的通信地址一致的装置，开始对无线访问点装置30发送数据包(M003)。反之，该接收站点地址与本装置的通信地址不一致的装置直至通过上述CTS报文被赋予数据包的发送权的装置的通信结束为止，不发送RTS报文而成为待机状态。如上所述成为待机状态的装置以检测出从无线访问点装置30向被赋予上述发送权的装置答复确认响应(ACK:图5(B)中标记为M004)为契机而解除待机状态。这样，在RTS/CTS中，通过将除了赋予发送权的装置以外的装置设为待机状态而禁止通信的开始，从而能够避免由隐藏终端问题引起的通信电波的冲突的发生。
[0050]如上所述，在本实施方式中，利用上述RTS/CTS的机制而实现优先控制。在此，作为利用CTS报文的优先控制的方式而考虑各种方式。例如，在I组的终端标识符和优先级数据从判定处理部SA130发送至优先控制处理部SA140的情况下，考虑该优先级数据所示的优先级越高而将durat1n设定得越长并发送CTS报文的方式。根据这种方式，在优先级越高而越长的期间中禁止由其他装置进行的通信的开始(数据包的发送或者RTS报文的发送)，能够仅使该正在进行优先级高的通信的装置向无线访问点装置10发送数据。
[0051]另外，也考虑下述方式，即，不是针对每个数据包进行优先控制，而是直至优先级最高的通信结束为止，仅对正在进行该通信的装置赋予发送权。具体来说，如图6(A)所示，即使在接收到从正在进行优先级高的通信的装置(在图6(A)所示的例子中，为无线终端装置20B)发送出的数据包并答复ACK的情况下，直至检测出该通信的完毕为止，也在从该ACK的答复起经过了 SIFS (是从数据的接收完毕至答复ACK为止的时间，定义为比DIFS短的时间)的时刻使无线访问点装置10发送向无线终端装置20B赋予发送权的CTS报文。这样，如图6(A)所示，无线终端装置20A及20C接收从无线访问点装置10向无线终端装置20答复的ACK，开始在DIFS期间的载波感测，但在该载波感测期间中接收到向无线终端装置20B赋予发送权的CTS报文后，再次成为待机状态而不发送RTS报文。由此，能够在直至优先级最高的通信完毕为止仅对正在进行该通信的装置赋予发送权。
[0052]在从判定处理部SA130对优先控制处理部SA140赋予多组终端标识符以及优先级数据的情况下(即，判定为正在进行优先级高的通信的装置为多个的情况下)，直至由判定处理部SA130判定为正在进行优先级高的通信的全部装置作为优先控制对象而被选择为止，使优先控制处理部SA140重复执行下述的优先控制对象选择处理、优先控制处理以及选择解除处理即可。优先控制对象选择处理是指，将由判定处理部SA130判定为正在进行优先级高的通信的装置中的I个装置，作为优先控制对象而进行选择的处理。优先控制处理是指，在根据在上述优先控制对象选择处理中选择出的装置正在进行的通信的优先级而确定的期间、或者预先确定的恒定的期间中，禁止由除了在上述优先控制对象选择处理中选择出的装置以外的其他装置进行的通信开始的处理。并且，选择解除处理是指，将经过了禁止由上述其他装置进行的通信开始的期间作为契机，解除优先控制对象选择处理中的选择的处理。根据上述方式，即使在多个无线终端装置20中正在进行优先级高的通信、且这些通信的优先级彼此不同的情况下，也能够根据这些通信的优先级而公平地进行优先控制。
[0053]作为将通过判定处理部SA130判定为正在进行优先级高的通信的装置的每一个作为优先控制对象而选择时的顺序，考虑下述方式:按照优先级高的顺序选择的方式、按照终端标识符小的顺序选择的方式、利用近似随机数等随机选择的方式。另外，直至由判定处理部SA130判定为正在进行优先级高的通信的全部装置作为优先控制对象被选择为止，各装置被选择的次数可以相同(例如，均被选择I次等)，也可以不同。例如，在直至由判定处理部SA130判定为正在进行优先级高的通信的全部装置作为优先控制对象被选择为止，对各装置均被选择I次的方式的情况下，在上述优先控制对象选择处理中从作为优先控制对象还未被选择的装置中选择优先控制对象，在优先控制处理中，在该被选择的装置正在进行的通信的优先级越高，则在越长的期间中，禁止由其他装置进行的通信的开始即可。此夕卜，在该情况下，可以进一步以检测到由选择作为优先控制对象的装置的通信对象进行的数据包的接收完毕(或者ACK的答复)为契机，对成为优先控制对象的装置进行切换(即，通过选择解除处理对选择的解除，以及此后通过优先控制对象选择处理再次选择)。
[0054]作为直至由判定处理部SA130判定为正在进行优先级高的通信的全部装置作为优先控制对象被选择为止的各装置的选择次数不相同的方式的具体例，如图6(B)所示，考虑以优先级越高、每单位时间的选择频率越高的方式，进行作为优先控制的对象的装置的选择的方式。例如，在图6(B)中，例示出向无线终端装置20A连续2次赋予发送权后向无线终端装置20B赋予发送权的情况。此外，在图6(B)中，将“SIFS”简记为“S”，将“DIFS”简记为“D”。另外，在图6(B)中，将用于向无线终端装置20A赋予发送权的CTS报文标记为“CTS1”，将用于向无线终端装置20B赋予发送权的CTS报文标记为“CTS2”。此外，也可以以优先级越高、每单位时间的选择频率越高的方式进行作为优先控制的对象的装置的选择，并且，在根据该装置正在进行的通信的优先级确定的期间中，禁止由其他装置进行的通信的开始。
[0055]另外，由于无线通信具有下述特性，即，传送速度(也称为每单位时间的传送数据量、传送速率)伴随无线终端装置的移动、电波状况的变化等而时时变化，因此，可以考虑该特性而对分配发送权的期间(即，作为优先控制对象的期间)的长度、选择频率进行调整。例如，图1的无线终端装置20A和无线终端装置20B (设为前者优先级高)与无线访问点装置10进行无线通信，各个传送速度均为300Mbps。在该状况下，如果以针对无线终端装置20A和无线终端装置20B各自的发送权的分配期间(禁止另一个的通信开始的期间)的长度比为2:1的方式进行优先控制，则与无线终端装置20B相比，无线终端装置20A能够将更多的数据向无线访问点装置10发送。但是，如果无线终端装置20A远离无线访问点装置10，传送速度降低至低于150Mbps的值，则即使以无线终端装置20A和无线终端装置20B各自的发送权的分配期间的长度比为2:1的方式进行优先控制，无线终端装置20A的发送数据量也不会超过无线终端装置20B的发送数据量。
[0056]在上述情况下，例如，以无线终端装置20A和无线终端装置20B各自的发送权的分配期间的长度比为4:1的方式，参考两者的传送速度而进行优先控制即可。具体来说，以“分配发送权的期间长度”和传送速度的积的比成为基于优先级确定的比的方式，调整“分配发送权的期间的长度”即可。同样地，在一边将选择的频率根据优先级进行调整一边选择I个装置，并禁止由除了该选择的装置以外的装置进行的通信的开始的方式(图6(B)所示的方式)的情况下，参考各装置正在进行的通信的传送速度而调整选择各装置的频率即可。
[0057]此外，在本实施方式中，对与上行方向的通信相关的优先控制进行了说明。但是，在将下行方向的数据包也作为判定处理部SA130的对象，且下行方向的数据包的优先级高于上行方向的数据包的优先级的情况下，也可以针对全部无线终端装置20禁止通信的开始(即，上行方向的通信全部禁止)，实现针对下行方向的通信的优先控制。在本实施方式中优先级等级的数量并不限定于4个，能够根据需要适当地确定，因此，根据本实施方式，能够针对上行或下行的任意通信方向进行精细的优先控制。
[0058]在此，应关注的点是无线访问点装置10以及该无线访问点装置10所收容的各无线终端装置20，均与IEEE802.11相对应的通常的无线通信即可，也可以不与IEEE802.1le对应。另外，关于无线终端装置20，无需安装特别的应用程序。即，根据本实施方式，仅导入无线访问点装置10，就能够针对上行或下行的任意通信方向实现精细的优先控制，能够将用于实现上述优先控制的成本抑制得较低。
[0059]以上，对本发明的一个实施方式进行了说明，但当然可以对该实施方式实施以下的变形。
[0060](I)在上述实施方式中，在无线访问点装置10的非易失性存储部144中预先存储有优先级划分规则数据。但是，也可以在无线访问点装置10中设置更新单元，该更新单元将优先级划分规则数据重新写入至非易失性存储部144中，或者对已经写入在非易失性存储部144中的优先级划分规则数据进行更新。作为上述更新单元的具体例，考虑用于提示进行优先级划分规则数据的更新的用户界面。另外，也可以将下述程序预先存储在非易失性存储部144中，并定期地(或者根据网络管理者的指示)使控制部110执行该程序(即，使控制部110承担上述更新单元的作用)，该程序用于使控制部110执行下述处理，即，通过经由有线通信网络的下载而取得新的优先级划分规则数据，并将该取得的优先级划分规则数据写入至非易失性存储部144中。在通过上述更新单元进行了优先级划分规则数据的更新后，当然也可以按照更新后的优先级划分规则数据判定有无正在进行优先级高的通信的装置。通过将上述更新单元设置在无线访问点装置10中，能够迅速地更新有无正在进行优先级高的通信的装置的判断基准。
[0061](2)在上述实施方式中，使无线访问点装置10执行本发明所涉及的通信控制方法，该无线访问点装置10收容无线终端装置20，并且，具有在OSI参照模型中的第3层对数据通信进行中继的功能。但是，也可以使无线访问点装置执行本发明所涉及的通信控制方法，该无线访问点装置收容无线终端装置20，并且，具有在OSI参照模型中的第2层对数据通信进行中继的功能。具体来说，取代路由表而将MAC地址表预先存储在非易失性存储部144中，并且，将使控制部110取代基于发送目标IP地址的数据包转送处理而执行基于发送目标MAC地址的帧转送处理以及按照ARP等的MAC地址解决处理的通信控制程序预先存储在非易失性存储部144中，按照该通信控制程序使控制部110进行动作即可。
[0062]另外，可以不使收容无线终端装置且承担路由器或交换式集线器的作用的无线中继装置执行本发明所涉及的通信控制方法，而将执行该通信控制方法的通信控制装置独立于无线中继装置进行设置，由无线中继装置、收容于该无线中继装置的I或多个无线终端装置、以及该通信控制装置构成无线LAN。另外，也可以使收容于无线中继装置中的无线终端装置中的任I个执行上述通信控制方法。
[0063](3)在上述实施方式中，利用已有的CSMA/CA的机制(即，利用CTS报文)实现了禁止由除了正在进行优先级高的通信的装置以外的装置进行的通信的开始。由此，具有下述优点:无需重新定义对通信的禁止进行指示的报文，或者无需另外准备用于进行该通信报文的接收/发送的应用程序。但是，也可以通过独立于CTS报文而定义对通信的禁止进行指示的报文(例如，作为应用层的通信报文)，取代CTS报文而发送该报文，从而对禁止由除了正在进行优先级高的通信的装置以外的装置进行的通信的开始进行指示。根据上述方式，虽然存在需要将发送上述新的报文的应用程序安装在无线访问点装置中，以及将在接收到该报文的情况下暂停新的通信的开始而成为待机状态的应用程序安装在各无线终端装置中这样的缺点，但是也存在无需将无线访问点装置以及各无线终端装置与IEEE802.11相对应作为前提这样的优点。这是因为，虽然在当前，如果是构成无线LAN的无线通信装置，则一定对应于IEEE802.11，但在将来有可能无法保证上述情况。
[0064](4)在上述实施方式中，将使控制部110作为数据包转送处理部SA110、等级划分处理部SA120、判定处理部SA130以及优先控制处理部SA140而起作用的通信控制程序预先存储在非易失性存储部144中。但是，也可以将该通信控制程序通过经由互联网等电气通信线路的下载而进行发布，另外，也可以写入至CD-ROM等计算机可读取的存储介质中而发布。通过利用按照上述方式发布的通信控制程序，改写通常的无线访问点装置的通信控制程序，从而能够使该通常的无线访问点装置作为上述实施方式的无线访问点装置起作用。另外，在上述实施方式中，将优先级划分规则数据独立于通信控制程序而存储在非易失性存储部144中，但也可以将优先级划分规则数据嵌入通信控制程序中，使两者一体化。
[0065](5)在上述实施方式中，通过使控制部110执行I个通信控制程序，而使该控制部110作为数据包转送处理部SA110、等级划分处理部SA120、判定处理部SA130以及优先控制处理部SA140起作用。但是，当然也可以分别独立使控制部110实现通常的中继装置的功能的程序(即，使该控制部110作为数据包转送处理部SA110、等级划分处理部SA120起作用，执行利用了优先级队列的QoS的程序:以下称为第I程序)、和使该控制部110作为判定处理部SA130起作用进而执行禁止由除了正在进行优先级高的通信的装置以外的装置进行的通信的开始的处理的程序(以下，称为第2程序)。并且，可以将该第2程序通过经由互联网等电气通信线路的下载而进行发布，另外，也可以写入至⑶-ROM等计算机可读取的存储介质中而发布。通过将按照上述方式发布的第2程序安装在通常的无线访问点装置中，与该无线访问点装置原本具有的通信控制程序(即，相当于上述第I程序的程序)并列地执行该第2程序，从而能够使该通常的无线访问点装置作为上述实施方式的无线访问点装置起作用。
[0066](6)在上述实施方式中，通过软件实现了显著地示出本发明的特征的判定处理部SA130以及优先控制处理部SA140，但当然也可以通过硬件实现。具体来说，可以通过电子电路构成判定单元、优先控制单元的各单元，将这些各单元(电子电路)组合而构成通信控制装置，其中，判定单元对在无线中继装置和收容于所述无线中继装置中的多个无线终端装置各自之间接收/发送的数据包进行观测，判定有无正在进行优先级高的通信的装置(即，作为判定处理部SA130起作用)，优先控制单元在通过所述判定单元而判定为具有正在进行优先级高的通信的装置的情况下，在所述无线装置以及多个无线终端装置中，禁止由除了该正在进行优先级高的通信的装置以外的装置进行的通信的开始(即，作为优先控制处理部SA140起作用)。
[0067]标号的说明
[0068]10…无线访问点装置
[0069]20、20A、20B、20C …无线终端
[0070]110…控制部
[0071]120…无线通信部
[0072]130…网络接口部
[0073]140…存储部
[0074]142…易失性存储部
[0075]144…非易失性存储部
[0076]150…总线
【权利要求】
1.一种通信控制装置，其具有: 判定单元，其进行观测及判定处理，g卩，对在无线中继装置和收容于所述无线中继装置中的多个无线终端装置各自之间接收/发送的数据包进行观测，并判定是否具有正在进行优先级高的通信的装置；以及 优先控制单元，其在由所述判定单元判定为具有正在进行优先级高的通信的装置的情况下，在所述无线中继装置及所述多个无线终端装置中，禁止由除了所述正在进行优先级高的通信的装置以外的装置进行的通信的开始。
2.根据权利要求1所述的通信控制装置，其中， 所述判定单元周期性地执行所述观测及判定处理。
3.根据权利要求2所述的通信控制装置，其中， 所述判定单元每隔恒定期间或者恒定数据包数量而周期性地执行所述观测及判定处理。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的通信控制装置，其中， 在由所述判定单元判定为正在进行优先级高的通信的装置存在多个的情况下，所述优先控制单元直至将由所述判定单元判定为正在进行优先级高的通信的装置全部作为优先控制对象被选择为止，重复执行下述处理: 优先控制对象选择处理，在该处理中，在由所述判定单元判定为正在进行优先级高的通信的装置中，选择作为优先控制的对象还未被选择的装置中的I个，作为优先控制的对象；优先控制处理，在该处理中，在根据在所述优先控制对象选择处理中所选择的装置正在进行的通信的优先级而确定的第一期间、或者预先确定的恒定的第二期间中，禁止由除了在所述优先控制对象选择处理中所选择的装置以外的其他装置进行的通信的开始；以及选择解除处理，在该处理中，以经过了所述第一期间或者第二期间为契机，解除通过所述优先控制对象选择处理的选择。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的通信控制装置，其中， 该通信控制装置具有: 存储单元，其对表示通信优先级的计算方法的规则数据进行存储；以及 更新单元，其更新在所述存储单元中存储的规则数据， 所述判定单元基于在所述存储单元中存储的规则数据所示的计算方法，确定所述无线中继装置以及所述多个无线终端装置各自正在进行的通信的优先级，基于其确定结果判定有无正在进行优先级高的通信的装置。
6.一种通信控制方法，其是通信控制装置中的通信控制方法， 在该通信控制方法中进行观测及判定处理，即，对在无线中继装置和收容于所述无线中继装置中的多个无线终端装置各自之间接收/发送的数据包进行观测，并判定是否具有正在进行优先级高的通信的装置， 在判定为具有正在进行优先级高的通信的装置的情况下，在所述无线中继装置及所述多个无线终端装置中，禁止由除了正在进行所述优先级高的通信的装置以外的装置进行的通信的开始。
7.—种控制方法，其是对通信控制装置的控制部进行控制的控制方法， 该控制方法进行控制，以使得所述控制部作为下述单元进行动作: 判定单元，其进行观测及判定处理，g卩，对在无线中继装置和收容于所述无线中继装置中的多个无线终端装置各自之间接收/发送的数据包进行观测，判定是否具有正在进行优先级高的通信的装置；以及 优先控制单元，其在由所述判定单元判定为具有正在进行优先级高的通信的装置的情况下，在所述无线中继装置及所述多个无线终端装置中，禁止由除了正在进行所述优先级高的通信的装置以外的装置进行的通信的开始。
8.一种通信控制程序，其进行控制，以使得通信控制装置的控制部作为下述单元进行动作: 判定单元，其进行观测及判定处理，g卩，对在无线中继装置和收容于所述无线中继装置中的多个无线终端装置的各自之间接收/发送的数据包进行观测，判定是否具有正在进行优先级高的通信的装置；以及 优先控制单元，其在由所述判定单元判定为具有正在进行优先级高的通信的装置的情况下，在所述无线中继装置及所述多个无线终端装置中，禁止由除了正在进行所述优先级高的通信的装置以外的装置进行的通信的开始。
9.一种记录介质，其是用于存储权利要求8所述的通信控制程序的非易失性的记录介质。
【文档编号】H04W72/10GK104247542SQ201380008945
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年2月28日 优先权日:2012年3月14日
【发明者】渥美章佳, 石原健二 申请人:雅马哈株式会社