无线电通信系统、无线电基站、无线电通信方法以及用于无线电通信系统的程序

摘要

本发明的一个目的是甚至当发送权没有分配给各自的无线电通信终端时，在不导致增加用于额外无线电基站的成本，以高性能的模型替换等等条件下，增加在预先设置的通信频率的通信能力范围内同时连接的最大数目，减少等待时间，和提高通信的速度。该无线电基站2a基于信标传输定时，从信标传输中的基准时间之间的差值和基于无线电基站2b的信标传输定时的传输和接收时间帧信息来计算保护时间。换句话说，该无线电基站2a基于信标传输定时计算一个保护时间，以防止传输和接收往返于属于无线电基站2b的无线电通信终端3的传输和接收时间帧，和传输和接收往返于属于无线电基站2a的无线电通信终端3的传输和接收定时的重叠。

说明书

技术领域

本发明涉及包括多个无线电基站的无线电通信系统、无线电基站、无线电通信方法以及用于该无线电通信系统的程序。

背景技术

通常，在无线电通信系统中，诸如以IEEE802.11标准定义的无线网络，其中无线电部分是半双工的，当每个无线电基站传送一帧的时候，该无线电基站需要检查一次媒体(在通信频带中的通信容限)是否是忙碌的，即，是否可以在通信频率上进行帧传输。

在这样的无线电通信系统中，当该无线电基站检测到在媒体中存在来自另一个无线电基站的传输帧的时候，执行该传输的无线电基站临时地停止传输过程，并且在预定的等待时间过去之后，继续执行该传输过程。

在IEEE 802.11无线局域网的媒体访问控制(MAC)中，轮询协调功能(PCF)和分布协调功能(DCF)被规定为无线电信道访问方法。

在PCF中，通常地，无线电基站顺序地分配发送权给各自的无线电通信终端。由于对无线电信道的访问是以这种方法集中地控制的，所以在PCF工作的竞争空闲周期(CFP)中不存在帧的碰撞。

另一方面，在DCF中，各自的无线电通信终端彼此竞争获得用于无线电信道的发送权。由于各自的无线电通信终端以分布的方式执行这个发送权获取竞争，所以在DCF工作的竞争周期(CP)存在帧的碰撞。

作为这样的常规无线电通信系统，存在一种无线电通信系统，其中当因为接入点使用相同频带的通信信道，在两个接入点之间存在干扰的时候，接入点仲栽器允许到其中一个接入点的通信，并且使另一个接入点等待(参见，例如，日本专利申请公开号2004-48356(文献1))。

存在一种无线电通信系统，该无线电通信系统使用包括在调度信息参数集中的调度信息来划分时间，在该时间期间，接入点起点协调器的作用(参见，例如，日本专利申请公开号2004-187297(文献2))。

但是，在常规的无线电通信系统中，该等待时间根据在传输点上发现媒体忙碌的次数按指数规律地增加。因此，甚至当传输帧本身短的时候，一个帧的传输需要的时间因为该等待时间而增加，导致传输帧效率恶化。

当一个帧的传输需要的时间以这种方法增加的时候，在数据通信的情况下，数据的传输速度下降，并且在语音通信的情况下，同时通话的数目被降低。

为了减少等待时间，当试图增加无线电基站的数目，或者以高性能的模型替换无线电基站的时候，其中同时连接的最大数是很大的，则成本上升。

在文献1和2中，无线电基站或者系统控制设备防止在接入点之间的相互干扰。

如上所述，当其中无线电通信系统执行用于发送权的分配控制的CFP，和其中无线电通信系统不执行分配控制的CP被定义的时候，文献1和2没有考虑用于控制顺序地将发送权从无线电通信系统分配给各自无线电通信终端的周期。

发明内容

鉴于上述的情形已经设计了本发明，并且本发明的一个目的是提供一种无线电通信系统、无线电基站、无线电通信方法以及用于无线电通信系统的程序，甚至当不执行用于将发送权从无线电通信系统分配给各自无线电通信终端的控制时，在不导致增加用于额外无线电基站的成本，以高性能的模型来替换等等条件下，增加在预先设置的频率的通信能力范围内同时连接的最大数目，减少在无线电通信中的等待时间，以及提高通信的速度。

为了实现该目的，根据本发明实施例的第一个方面的无线电通信系统是一种无线电通信系统，包括控制与无线电通信终端进行无线电通信连接的多个无线电基站，和在无线电基站中执行各种各样类型的通信控制的系统控制设备。该无线电通信系统包括定时获取装置，借助于它第一无线电基站获得在无线电通信终端和第二无线电基站之间传输和接收的传输和接收时间帧信息，和调度调整装置，无论无线电通信系统是否分配发送权给无线电通信终端，用于控制第一无线电基站在与第二无线电基站中的传输和接收时间不重叠的定时上执行到无线电通信终端的传输。

优选地是，调度调整装置将在第二无线电基站中的传输和接收时间帧设置为在第一无线电基站中的通信暂停时间帧，并且促使第一无线电基站避开通信暂停时间帧执行到无线电通信终端的传输。

优选地是，第一无线电基站包括广播信息发送和接收部分，其周期性地发送和接收广播信息往返于第二无线电基站，和定时获取装置基于广播信息的传输定时获得传输和接收时间帧信息。

优选地是，调度调整装置将基于在第二无线电基站中广播信息的传输定时的传输和接收时间帧信息转换为基于在第一无线电基站中广播信息的传输定时的时间帧信息，并且将该时间帧设置为在第一无线电基站中的通信暂停时间帧。

优选地是，当第一无线电基站和第二无线电基站在基本相同的通信频率上执行传输的时候，调度调整装置执行传输定时的调整。

优选地是，无线电基站在与无线电通信终端进行无线电通信中支持多个通信频率，和在基本相同的通信频率上的传输表示无线电通信是借助于从多个通信频率中选择出来的一个通用通信频率来执行的。

优选地是，在无线电基站和无线电通信终端之间的无线电通信是半双工的无线电通信，和传输和接收时间帧是在半双工的无线电通信中的信道占用时间。

根据本发明实施例的第二个方面的无线电基站是一种通过无线电与无线电通信终端进行通信的无线电基站。该无线电基站包括定时获取部分，借助于它无线电基站获得在无线电通信终端和另一个无线电基站之间传输和接收的传输和接收时间帧信息，和调度调整部分，无论发送权是否被分配给无线电通信终端，其控制无线电基站在与另一个无线电基站的传输和接收时间不重叠的定时上执行到无线电通信终端的传输。

优选地是，调度调整部分设置在另一个无线电基站中的传输和接收时间帧作为通信暂停时间帧，并且避开通信暂停时间帧执行到无线电通信终端的传输。

优选地是，该无线电基站包括广播信息发送和接收部分，其周期性地发送和接收广播信息往返于另一个无线电基站，和定时获取部分基于广播信息的传输定时获得传输和接收时间帧信息。

优选地是，调度调整部分将基于在另一个无线电基站中广播信息的传输定时的传输和接收时间帧信息转换为基于广播信息的传输定时的时间帧信息，并且将该时间帧设置为通信暂停时间帧。

优选地是，当该无线电基站和另一个无线电基站在基本上相同的通信频率上执行传输的时候，调度调整部分执行传输定时的调整。

优选地是，无线电基站在与无线电通信终端进行无线电通信中支持多个通信频率，和在基本相同的通信频率上的传输表示无线电通信是借助于从多个通信频率中选择出来的一个通用通信频率来执行的。

优选地是，在无线电基站和无线电通信终端之间的无线电通信是半双工的无线电通信，以及传输和接收时间帧是在半双工的无线电通信中的信道占用时间。

根据本发明实施例的第三个方面的无线电通信方法是一种其中连接有多个无线电基站的无线电通信系统中的无线电通信方法，并且无线电基站和无线电通信终端通过无线电彼此通信。该无线电通信方法包括定时获取步骤，其中第一无线电基站获得在无线电通信终端和第二无线电基站之间传输和接收的传输和接收时间帧信息，和调度调整步骤，控制第一无线电基站在与定时获取步骤获得的第二无线电基站中的传输和接收时间不重叠的定时上执行到无线电通信终端的传输。无论无线电通信系统是否分配发送权给无线电通信终端，都执行定时获取步骤和调度调整步骤。

优选地是，在调度调整步骤中，在定时获取步骤获得的第二无线电基站中的传输和接收时间帧被设置为在第一无线电基站中的通信暂停时间帧，并且第一无线电基站避开通信暂停时间帧执行到无线电通信终端的传输。

优选地是，第一无线电基站周期性地发送和接收广播信息往返于第二无线电基站，和在定时获取步骤中，获得基于广播信息的传输定时的传输和接收时间帧信息。

优选地是，在调度调整步骤中，基于在第二无线电基站中广播信息的传输定时的传输和接收时间帧信息被转换为基于在第一无线电基站中广播信息的传输定时的时间帧信息，并且该时间帧被设置为在一个无线电基站中的通信非许可的时间帧。

优选地是，当第一无线电基站和第二无线电基站在基本相同的通信频率上执行传输的时候执行调度调整步骤，并且当用于传输的通信频率基本不相同的时候不执行调度调整步骤。

优选地是，无线电基站在与无线电通信终端进行无线电通信中支持多个通信频率，和在基本相同的通信频率上的传输表示无线电通信是借助于从多个通信频率中选择出来的一个通用通信频率来执行的。

优选地是，在无线电基站和无线电通信终端之间的无线电通信是半双工的无线电通信，以及传输和接收时间帧是在半双工的无线电通信中的信道占用时间。

根据本发明实施例的第四个方面的计算机程序是一种用于其中连接有多个基站的无线电通信系统的程序，并且无线电基站和无线电通信终端通过无线电彼此通信。该计算机程序促使计算机执行定时获取过程，其中第一无线电基站获得在无线电通信终端和第二无线电基站之间传输和接收的传输和接收时间帧信息，和调度调整过程，无论无线电通信系统是否分配发送权给无线电通信终端，用于控制第一无线电基站在与第二无线电基站中的传输和接收时间不重叠的定时上执行到无线电通信终端的传输。

优选地是，在调度调整过程中，通过定时获取过程获得的在第二无线电基站中的传输和接收时间帧被设置为在第一无线电基站中的通信暂停时间帧，并且第一无线电基站避开通信暂停时间帧执行到无线电通信终端的传输。

优选地是，第一无线电基站和第二无线电基站周期性地彼此发送和接收广播信息，和在定时获取过程中，获得基于广播信息的传输定时的传输和接收时间帧信息。

优选地是，在调度调整过程中，基于在第二无线电基站中广播信息的传输定时的传输和接收时间帧信息被转换为基于在第一无线电基站中广播信息的传输定时的时间帧信息，并且该时间帧被设置为在第一无线电基站中的通信暂停时间帧。

优选地是，当第一无线电基站和第二无线电基站在基本相同的通信频率上执行传输的时候执行调度调整过程，并且当用于传输的通信频率基本不相同的时候不执行调度调整过程。

优选地是，无线电基站在与无线电通信终端进行无线电通信中支持多个通信频率，和在基本相同的通信频率上的传输表示无线电通信是借助于从多个通信频率中选择出来的一个通用通信频率来执行的。

优选地是，在无线电基站和无线电通信终端之间的无线电通信是半双工的无线电通信，以及传输和接收时间帧是在半双工的无线电通信中的信道占用时间。

如上所述，根据本发明的实施例，甚至当发送权没有分配给各自无线电通信终端时，在不导致增加用于额外无线电基站的成本，以高性能的模型来替换等等条件下，可以增加在预先设置的通信频率的通信能力范围内同时连接的最大数目，减少在无线电通信中的等待时间，以及提高通信的速度。

因此，在数据通信的情况下，可以提高数据的传输速度，并且在语音通信的情况下，可以增加同时通话的数目。

附图说明

从下面结合附图的详细说明中，本发明实施例的目的和特点将变得更明显，其中：

图1是示出无线电通信系统100和无线电通信终端3的实例的示意图；

图2是示出无线电基站2的结构的实例的示意图；

图3是示出无线电通信终端3的结构的实例的示意图；

图4是示出由无线电基站2进行的通信连接操作的流程图；和

图5是示意性地示出在无线电通信系统100中的传输帧的示意图。

具体实施方式

下面将参考附图详细地解释一个实施例，其中无线电通信系统、无线电基站、无线电通信方法和用于该无线电通信系统的程序适用于在无线LAN(局域网)中使用VoIP应用程序执行语音通信的无线电通信系统。

在无线电通信系统100中，如图1所示，无线电基站2(2a、2b、…)(AP：接入点)连接到系统控制设备1(控制器)，并且无线电基站2和无线电通信终端3能够通过无线方式互相通信。

该系统控制设备1执行由无线电基站2实施的各种各样类型的无线电通信控制，诸如在无线电基站2之间的切换，以在无线电通信系统100中执行各种各样类型的通信控制。

如图2所示，每个无线电基站2包括用于执行与无线电通信终端3等等进行无线电通信的无线电通信单元21，用于通过有线与系统控制设备1等等执行通信的有线通信单元22，控制整个无线电基站2的控制单元23，和存储单元24。

如图3所示，该无线电通信终端3包括用于执行与无线电基站2等等进行无线电通信的无线电通信单元31，用于对无线电通信单元31的传输功率等等执行通信控制的通信控制单元32，控制整个无线电通信终端3的控制单元33，存储单元34，显示各种各样类型信息的显示单元35，从用户接收输入的操作输入单元36，和用于执行语音通信的语音接收单元37和语音发送单元38。

该无线电通信系统100执行所谓的多速率通信，其在无线电基站2和无线电通信终端3之间的无线电通信中支持多个传输速率(通信频率)。

例如，在IEEE 802.11b标准中定义的无线局域网中，定义了11、5.5、2和1Mbps的四个传输速率。在IEEE 802.11a标准中定义的无线局域网中，规定了54、48、36、24、18、12、9和6Mbps的八个传输速率(54、48、36、18和9Mbps是可选项)。

在无线电通信系统100中，执行所谓的时隙分解(slotting)，以便限制在任意时间开始的传输帧，并且通过以预定的最小时间单元(时隙)分割数据传输来执行数据传输。

由于无线电通信是通过在每个通信频率中以这种方法时隙分解数据传输来执行的，所以执行帧传输以与时隙开始时间同步，并且帧的长度被设置为与时隙的长度相同。

因此，甚至在使用一个通信频率的通信中，有可能在无线电基站和多个终端之间同时执行无线电通信。

下面将参考在图4中使用无线电基站2a作为一个例子的流程图解释在无线电通信系统100中的通信连接操作。

首先，无线电基站2a接收来自邻近于无线电基站2a的另一个无线电基站2b的相邻信息，并且获得包括在相邻信息中的传输功率信息和传输接收时间帧信息。该传输接收时间帧表示无线电基站2a与无线电通信终端3执行通信的时间帧(步骤S1)。

如图5所示，该相邻信息在预先设置的定时上被周期性地传送，该定时不同于用于在无线电基站2之间定期交换信息而传送的信标信号(广播信息)，和用于交换未包括在信标信号内的信息的定时。

包括在相邻信息中的该传输和接收时间帧信息基于在已经发起该相邻信息的无线电基站2b中的信标传输定时被设置。该传输和接收时间帧信息表示由在无线电基站2b和属于无线电基站2b的无线电通信终端3之间的传输和接收的信道占用时间。

该无线电基站2a从相邻信息中获得无线电基站2b的信标传输定时，并且从无线电基站2a的信标传输的基准时间中识别在无线电基站2a的信标传输的基准时间和无线电基站2b的信标传输的基准时间之间的差值是多大。

该信标的传输间隔通常地是102msec(100kμsec)。作为一个例子，在传输用于传输和接收RTP(实时传输协议)的信标往返于属于无线电基站2b的终端之前，该无线电基站2b使用一个50msec周期。

当在无线电基站2a的信标传输的基准时间和无线电基站2b的信标传输的基准时间之间存在40msec的差值的时候，在从无线电基站2a传输用于传输和接收RTP的信标往返于属于无线电基站2a的终端之后，该无线电基站2a使用一个50msec周期。

以这种方法，该无线电基站2a基于无线电基站2a的信标传输定时，从信标传输中的基准时间之间的差值和基于无线电基站2b的信标传输定时的传输和接收时间帧信息来计算保护时间(通信暂停时间)，(步骤S2)。

如图5所示，该无线电基站2a设置一个保护时间，其是在无线电基站2b和属于基站2b的无线电通信终端3之间的传输和接收间隔。因此，无线电基站2a防止在无线电基站2b和属于无线电基站2b的无线电通信终端3之间的传输和接收间隔(信道占用时间)，与在无线电基站2a和属于无线电基站2a的无线电通信终端3之间的传输和接收定时的重叠。该无线电基站2a基于来自无线电基站2a的信标传输定时，使用在信标传输中的基准时间之间的差值来计算保护时间。

更具体地说，该无线电基站2a将基于在无线电基站2b和无线电通信终端3之间的信标传输定时的传输和接收时间帧信息转换为基于无线电基站2a的信标传输定时的时间帧信息，并且将该时间帧设置为在无线电基站2a中的保护时间。

因此，有可能基于来自无线电基站2a的信标传输定时相对于周期性地执行的信标传输的每个周期设置保护时间。有可能作为在无线电基站2a和无线电通信终端3之间的传输和接收时间帧相对于信标传输的每个阶段设置一个避开保护时间的时隙。

以这种方法，无线电基站2a从相邻信息中获悉无线电基站2b的TBTT(信标传输定时)，以确定一个用于与属于无线电基站2a的无线电通信终端3通信的时隙(传输定时)而不与邻近于无线电基站2a的无线电基站2b传输和接收的传输和接收时间帧重叠。

该无线电基站2a使用周期性地传送和接收的信标信号获得在邻近于无线电基站2a的无线电基站2b中使用的通信频率信息。因此，当无线电基站2a从无线电通信终端3a接收一个连接开始请求的时候(步骤S3)，该无线电基站2a检查用于与无线电通信终端3a连接的通信频率是否等于在邻近于无线电基站2a的无线电基站2b中使用的通信频率(步骤S4)。

当无线电基站2a在相同的通信频率(信道)上执行传输的时候(步骤S4，是)，该无线电基站2a使无线电通信终端3a避开在步骤S2计算的保护时间进行连接，并且在避开保护时间的时隙中，按照该RTP执行声音数据传输和接收(步骤S5)。

在IEEE 802.11标准中定义的无线网络中，无线电部分是半双工的。因此，起用于防止其他基站中断传输定时的控制帧作用的CTS(清除发送)消息被发送，并且语音数据的传输和接收按照RTP在避开保护时间的时隙中被执行。

当无线电基站2a在与邻近于无线电基站2a的无线电基站2b的通信频率(信道)不同的通信频率(信道)上执行传输的时候(步骤S4，否)，该无线电基站2a使无线电通信终端3a在默认传输定时上进行连接，并且在默认定时上，在一个时隙中按照该RTP执行声音数据的传输和接收(步骤S6)。

如上所述，按照本发明的实施例，无线电基站2和无线电通信终端3的传输和接收时间帧信息是从相邻信息中获得的，该相邻信息预先分配在使用相同信道的邻近地区中的无线电基站2b和无线电基站2a在通信中所使用的时间。这使防止碰撞和共享信道成为可能。

更具体地说，在过去，由于各自终端的传输定时是异步的，在帧传输的定时上势必存在碰撞。因此，造成在等待时间方面的增加。

为了解决这个问题，在这个实施例中，使用相同信道的无线电基站2确认另一个无线电基站的存在，并且其中一个无线电基站2计算另一个无线电基站的传输和接收时间帧作为协商传输定时的保护时间。这使得防止无线电基站的传输定时碰撞成为可能。

因此，有可能减少由于在帧传输中的传输定时碰撞而引起的等待时间，并且当共享公共信道的时候提高通话的最大数目。

如上所述，防止了在共享信道的无线电基站2之间的帧碰撞。因此，在IEEE 802.11无线局域网规定的DCF起作用的CP中，如同在PCF起作用的CFP中，有可能防止帧碰撞和有效地使用信道。这使提高通信速度和在共享一个信道时候增加通话的最大数目成为可能。

换句话说，以类似在其中DCF起作用的CP期间，当无线电通信系统不分配发送权给无线电通信终端时在另一个无线电基站中传输和接收间隔起保护时间的作用以避开传输定时的碰撞，借此获得该实施例的优点。

如上所述的实施例是本发明的优选实施例。本发明不局限于该实施例。基于本发明的技术思想有可能以多种方式修改本发明和实现本发明。

例如，在该实施例的解释中，该实施例适用于使用VoIP应用执行语音通信的无线电通信系统。但是，本发明不局限于这个实施例。将本发明适用于不使用RTP的无线通信系统，诸如仅仅执行数据通信的无线局域网来说也是可能的。

在该实施例的解释中，系统控制设备1和无线电基站2经由电缆通信。但是，只要建立通信，通信的形式不局限于此。无线通信可以是一个备选方案选择。

按照该实施例的无线电基站2的装置和功能只须在整个无线电通信系统100上实现。例如，系统控制设备可以具有该装置和该功能，或者该装置和该功能可以在系统控制设备和无线电基站之间协作工作来实现。

在该实施例的解释中，该无线电基站被连接到一个系统控制设备。但是，只要有可能在多个无线电基站之间执行通信，该无线电通信系统不局限于这种结构。将本发明适用于其中连接有多个系统控制设备，并且无线电基站连接到各自系统控制设备的无线电通信系统也是可能的。

当用于实现按照该实施例的该无线电通信系统的过程被作为一个程序记录在记录介质中的时候，有可能通过使构成该系统的计算机的CPU按照从记录介质提供的程序执行该过程来实现按照该实施例的功能。

在这种情况下，当包括程序的一组信息项从记录介质提供，或者经由网络从外部记录介质提供的时候也适用本发明。

换句话说，从记录介质读出的程序代码本身实现本发明的新功能。在其中具有存储的程序代码的记录介质和从该记录介质中读出的信号构成本发明。

作为该记录介质，例如，可以使用软(注册商标)磁盘、硬盘、光盘、磁光盘、CD-ROM、CD-R、磁带、非易失性存储卡、ROM和EEPROM。在按照本发明的程序中，有可能使得由该程序控制的无线电通信系统和无线电基站在按照该实施例的无线电通信系统中实现该功能。