CSMA/CA方式を用いた無線LANシステムにおけるグループ内集中制御型媒体アクセス制御方式に関する一検討

摘要

無線LANシステムの用途の多様化に伴い，無線LANシステムにおけるQoS保証伝送ならびにスループットのさらなる向上が求められている.限られた周波数資源の下，QoS保証確率およびスループットの向上を図るためには，無線リソースを共用する各端末のQoS要求やトラヒック状況，伝搬路状況を把握した上で，各端末に適切に送信機会を付与する集中制御型媒体アクセス制御が望ましい.また，獲得した無線リソースを単一の端末が占有するのではなく，無線リソースの利用単位をより細粒度なものとし，獲得した無線リソースを複数の端末で共用する必要がある.本報告では，QoS保証確率およびスループットの向上を目的とした媒体アクセス制御方式として，グループ内集中制御型媒体アクセス制御方式を提案する.提案方式では，APとその配下にある端末群がグループを形成し，CSMA/CA方式に従ってグループとして送信機会の獲得を試みる.送信機会を獲得すると，APは，グループ内全端末の状況を把握した上で，時間軸および周波数軸で細分化された無線リソースをグループ内端末に割り当てる二次元スケジューリングを行い，各端末は割り当てられた無線リソースを用いて伝送する.これにより，アンライセンスバンドを共用する他の無線ネットワークとは自律分散型媒体アクセス制御によるリソース共用を図る一方で，グループ内のAPと端末群では細粒度な無線リソースを利用した集中制御型媒体アクセス制御が可能となり，QoS保証確率およびスループットの向上が期待される.計算機シミュレーションにより伝送特性を評価し，提案方式の適用可能範囲を明らかにする.%Along with many emerging applications requiring the QoS guarantees, the demands for QoS guarantee transmission over WLANs are increasing. For ensuring QoS requirements, the transmission opportunities should be granted to the stations according to the QoS requirements and the channel conditions of individual stations. However, the traditional DCF protocol provides an equal access opportunity to all the stations regardless of the QoS requirements and the channel condition. To enhance the throughput of WLANs while satisfying the QoS requirements, this paper proposes a novel DCF-based MAC protocol which enables intra-group centralized radio resource management. In the proposed protocol, an AP acts as a master to organize all the stations within the basic service set (BSS) and reserves the radio resource by DCF-manner. In the resource reservation period, AP performs a flexible access control utilizing the fine-grained resource block and the opportunistic scheduling based on the QoS requirements and the channel condition of each station. Numerical results confirm that the proposed protocol ensures the QoS requirement with a high probability and enhances the throughput performance.