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JP2010124490A - 通信方法及び通信装置、並びにコンピュータプログラム - Google Patents

通信方法及び通信装置、並びにコンピュータプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】無線LANシステムなどの通信システムでのアクセス制御時の問題を解決する。
【解決手段】複数の通信局で構成されるネットワーク内での通信であって、他の局から送信される信号の検出により、他局とパケットの通信タイミングが衝突しないアクセス制御を行う場合に、受信したパケットに、受信確認応答信号(ACK)の返送を遅らせる指示を判別して、受信したパケットの送信元に何らかの信号(例えばCTS)を送信するときに、受信確認応答信号(ACK)をその信号に含めさせるようにした。
【選択図】図8

Description

本発明は、例えばデータ通信などを行う無線LAN(Local Area Network:構内情報通信網)システムに適用して好適な通信方法及び通信装置 、並びにコンピュータプログラムに関し、特に、CSMA(Carrier Sense Multiple Access)にてアクセスを行う場合の技術に関する。
従来、無線LANシステムのメディアアクセス制御としては、IEEE(The Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.11方式で規定されたアクセス制御などが広く知られている。IEEE802.11方式の詳細については、International Standard ISO/IEC 8802−11:1999(E)ANSI/IEEE Std 802.11,1999 Edition,Part11:Wireless LAN Medium Access Control(MAC)and Physical Layer(PHY)Specificationsなどに記載されている。
従来のIEEE802.11方式のアクセス競合方法について、図12を用いて説明する。IEEE802.11方式においては、パケット間隔(IFS:Inter Frame Space)として、4種類のIFSが定義されている。ここでは、そのうち3つについて説明する。IFSとしては、短いものから順にSIFS(Short IFS)、PIFS(PCF IFS)、DIFS(DCF IFS)が定義されている。IEEE802.11では、基本的なメディアアクセス手順としてCSMA(Carrier Sense Multiple Access)が採用されており、送信機が何かを送信する前には、メディア状態を監視しながらランダム時間にわたりバックオフのタイマーを動作させ、この間に送信信号が存在しない場合に始めて送信権利が与えられる。
通常のパケットをCSMAの手順に従って送信する際(DCF,Distributed Coordination Functionと呼ばれる)には、なんらかのパケットの送信が終了してから、まずDIFSだけメディア状態を監視し、この間に送信信号が存在しなければ、ランダムバックオフを行い、さらにこの間にも送信信号が存在しない場合に、送信権利が与えられることになっている。一方、確認応答信号であるACKなどの例外的に緊急度の高いパケットを送信する際には、SIFSのパケット間隔の後に送信することが許されている。これにより、緊急度の高いパケットは、通常のCSMAの手順に従って送信されるパケットよりも先に送信することが可能となる。
異なる種類のIFSが定義されている理由はここにあり、パケットの送信権争いを、IFSがSIFSなのかPIFSなのか、DIFSなのかに応じて優先付けが行われている。
次に、IEEE802.11の拡張規格であるIEEE802.11aを例にとり、フレームフォーマット(パケットフォーマット)について図13及び図14を用いて説明する。図13は、IEEE802.11aにおけるフレームフォーマットを示す図である。各パケットの先頭には、パケットの存在を示すためのプリアンブルが付加されている。プリアンブルは、規格にて既知のシンボルパターンが定義されており、受信機は既知パターンに基づき、受信信号がプリアンブルに値するか否かを判断する。
プリアンブルに続き、シグナルフィールドが定義されている。シグナルフィールドには該パケットの情報部を復号するのに必要な情報が格納されている。該パケットの復号に必要な情報はPLCPヘッダ(Physical Layer Convergence Protocolヘッダ)と呼ばれ、PLCPヘッダには、情報部(ならびPLCPヘッダの一部であるServiceフィールドも含まれるが説明の簡素化のため以降情報部と総称する)の伝送レートを示すレート(RATE)フィールド、情報部の長さを示すデータ長(LENGTH)フィールド、パリティビット、エンコーダのテイル(Tail)ビット、などが含まれている。受信機は、PLCPヘッダのレートならびにデータ長フィールドの復号結果に基づき、以降の情報部の復号作業を行う。
PLCPヘッダを格納しているシグナル部は、雑音に強い符号化がほどこされており、6Mbps相当で伝送される。一方、情報部は、通常パケットでは、受信機におけるSNRなどに応じて、なるべくエラーが生じない範囲で最も高ビットレートが提供される伝送レートモードにて伝送される。図13に示したように、IEEE802.11aにおいては、6,9,12,18,24,36,48,54Mbpsと計8種類の伝送レートモードが定義されている。
したがって、送受信機が近隣に位置する際には、高いビットレートの伝送レートモードが選択され、遠くに位置する通信局では、この情報を復号することができない場合もある。情報部はPSDU(Physical Layer Service Data Unit)として上位レイヤであるリンク層に受け渡される。
図14は、PSDUのフレームフィールドを示す図である。IEEE802.11では、いくつかのフレームタイプが定義されているが、ここでは、説明に必要な3種のフレームについてのみ説明を行う。
各フレームには、フレームコントロール(Frame Control)フィールドとデュレイション(Duration)フィールドが共通で定義されている。フレームコントロールフィールドは、該フレームの種類や用途などを示す情報が格納されている。また、デュレイションフィールドには、後に詳しく説明を行うNAV(Network Allocation Vector)の用途の情報が格納されており、該パケットのトランザクションが終了するまでの時間が記されている。データフレームには、上記のほか送信元や宛先通信局他の特定を行うアドレスフィールドが4つと、シーケンスフィールド(SEQ)と、上位レイヤに提供する正味の情報であるフレームボディ(Frame Body)と、チェックサムであるFCS(Frame Check Sequence)が存在する。RTSフレームには、上記のほか、宛先を示すレシーバアドレス(Receiver Address:RA)と、送信元を示すトランスミッターアドレス(Transmitter Address:TA)と、チェックサムであるFCSが存在する。CTSフレームならびACKフレームには、上記のほか、宛先を示すRAとチェックサムであるFCSが存在している。
IEEE802.11におけるRTS/CTS手順について図11及び図15を用いて説明する。アドホック環境の無線LANネットワークにおいては、一般的に隠れ端末問題が生じることが知られており、この問題の多くを解決する方法論として、RTS/CTS手順によるCSMA/CAが知られている。IEEE802.11においても、この方法論が採用されている。
RTS/CTS手順の動作例を図11を用いて説明する。図11では、通信局STA0から通信局STA1宛てになんらかの情報(Data)を送信する場合の例が示されている。通信局STA0は、実際の情報の送信に先立ち、情報の宛て先である通信局STA1に向けてRTS(Request To Send)パケットをCSMAの手順に従って送信する。通信局STA1にてこれを受信できた場合には、RTSを受信できた旨を通信局STA0にフィードバックするCTS(Clear To Send)パケットを送信する。送信側である通信局STA0において、CTSを無事に受信が行われれば、メディアがクリアであるとみなし、すぐさま情報(Data)パケットを送信する。通信局STA1にてこれを無事に受信し終えると、ACKを返送し、1パケット分の送受信トランザクションが終了する。
この手順において、どのような作用が生じるかを、図13を用いて説明する。図15では、通信局STA2、STA0、STA1、STA3が存在しており、隣り合う通信局同士のみが電波の到達範囲に位置している場合を例に説明を行う。また、通信局STA0が通信局STA1に宛てて情報を送信したい場合を想定している。通信局STA0は、上述のCSMAの手順でメディアが一定期間(時刻T0から時刻T1まで)クリアである旨を確認した後、時刻T1からRTSパケットを通信局STA2に宛てて送信する。RTSパケットのフレームコントロールフィールドには該パケットがRTSであることを示す情報が記載され、デュレイションフィールドには該パケット送受信トランザクションが終了するまでの時間(すなわち時刻T8までの時間)が記載され、RAフィールドには宛先通信局(STA1)のアドレスが記載され、TAフィールドには、自局(STA0)のアドレスが記載されている。
ここで注意が必要なのは、通信局STA0は、RTSを送信する時点で該トランザクションの終了時刻を決定しておく必要があり、故に今後送受信されるCTSパケット、Dataパケット、ACKパケットの伝送レートモードをRTSを送信する時点で確定させておかなければならない点である。
このRTSパケットは通信局STA0の近隣に位置する通信局STA2でも受信される。通信局STA2は、該RTS信号を受信すると、プリアンブルを発見することにより受信作業を開始し、さらにPLCPヘッダを復号して得られた情報に基づきPSDUを復号する。PSDU内のフレームコントロールフィールドから該パケットがRTSパケットであることを認識し通信局STA0が何らかの情報を送信したい旨を知る。さらにRAフィールドから、自局が宛先通信局でないことを認識する。すると、通信局STA2は通信局STA0の送信希望を妨げないように、該トランザクションが終了するまで、即ち図15の例では、ACKの送信が完了する時刻T8までメディアを監視することなくメディアが占有されている状態であると認識し、送信をストップさせる。この作業をNAV(Network Allocation Vector)をたてるなどと呼ぶ。NAVが立てられた状態では、デュレイションフィールドで示された期間にわたりNAVが有効となり、通信局STA2は時刻T8まで送信不許可状態となる。
一方、このRTSパケットは宛先である通信局STA1でも受信される。通信局STA1は、上記と同様の手順によりPSDUを復号することにより、通信局STA0が自局宛てにパケットを送信したい旨を認識すると、SIFS間隔をおいて時刻T3でCTSパケットを返送する。CTSパケットの伝送レートモードは、RTSと同一でなければならない。また、PSDUのフレームコントロールフィールドには該パケットがCTSパケットである旨が記載され、デュレイションフィールドには該トランザクションが終了するまでの時間(すなわち時刻T8までの時間)が記載され、RAフィールドには宛先通信局(STA1)のアドレスが記載されている。
このCTSパケットは通信局STA1の近隣に位置する通信局STA3でも受信される。通信局STA1は、上記と同様の手順によりPSDUを復号することにより、「近隣のとある通信局が時刻T8までパケットの受信を予定している」旨を認識する。すると、通信局STA3は通信局STA1の受信希望を妨げないように、該トランザクションが終了するまでNAVをたてて送信をストップさせる。NAVは、デュレイションフィールドで示された期間にわたり有効となり、通信局STA3も時刻T8まで送信不許可状態となる。
一方、このCTSパケットは宛先である通信局STA0でも受信される。通信局STA0は、上記と同様の手順によりPSDUを復号することにより、通信局STA1は受信準備ができていることを認識し、SIFS間隔をおいて時刻T5でデータパケットを送信開始する。データパケット送信が時刻T6で終了し、通信局STA1がこれを誤りなく復号できた場合には、SIFS間隔をおいて時刻T7でACKを返送し、これを通信局STA0が受信して1パケットの送受信トランザクションが時刻T8で終了する。時刻T8になると、近隣通信局である通信局STA2ならびに通信局STA3は、NAVをおろして、通常の送受信状態へと復帰する。
まとめると、上記のRTSパケットならびCTSパケットのやりとりにより、RTSを受信できた「送信局であるSTA0の周辺局」とCTSを受信できた「受信局であるSTA1の周辺局」において、送信が禁止され、これにより、周辺局からの突然の送信信号に妨害されることなく、通信局STA0から通信局STA1に宛てての情報送信ならびACKの返送が行われる。
特開平8−98255号公報には、このような無線通信のアクセス制御の従来の一例についての開示がある。
特開平8−98255号公報
ところで、IEEE802.11においては、RTSのデュレイションフィールドにおいて、該パケットの送受信トランザクション終了までの期間を記載するため、RTSを送信する時点でRTS、CTSならびにデータパケットの伝送レートを確定させる必要があった。しかしながら、この手順においては、下記の問題が生じる。
・課題1:(RTSパケットならび)CTSパケットの到達範囲
CTSパケットは、本来、データパケットの受信を妨げる可能性のある全ての通信局宛てに送信を行うべきものであるが、IEEE802.11規格では CTSパケットはデータパケットと同等の伝送レートで送信を行う必要があり、送信局と受信局の間で必要最低限の耐雑音特性を有する伝送レートでしか送信が行われない。したがって、受信局(CTS送信局)からみて、送信局と同等の距離までのレンジに存在している通信局にしかCTSパケットを届けることができないため、隠れ端末問題の根本的な解消には至らない。また、同様のことがRTSパケットに関してもいえる。
・課題2:(送信不許可区間NAVの影響)
また、IEEE802.11においては、自分宛て以外のRTS/CTSパケットを受信した端末は、トランザクションが終了するまで送信処理をストップさせる(NAV)とされているが、実際には、CTSを送信した端末の受信に影響を与えない通信まで制限されることになっていた。この動作により、回線の利用効率を向上させることができなかった。
・課題3:CTSパケットが返送されなかった場合の影響
「データパケットの宛先局」がRTSパケットを正しく受信できなかった場合、あるいは、何らかの理由により送信不許可となっていた場合、「データパケットの送信元局」にCTSパケットが返送されないため、データパケットの送信が行われない。しかし、周辺でRTSパケットを受信した通信局は、CTSが返送されたか否かに関わらずデータパケット送受信のトランザクションが終了するまで送信不許可となってしまい無駄である。
・課題4:伝送レートの不完全性
RTSパケットを送信する前にデータパケットの伝送レートを確定させておく必要があるが、送信局は受信局における受信状況をリアルタイムに把握できておらず、受信局の受信状況に応じた最適な伝送レートでデータパケットが伝送される可能性が低い。
本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、無線LANシステムなどの通信システムでのアクセス制御時の問題を解決することを目的とする。
本発明は、複数の通信局で構成されるネットワーク内での通信であって、他の局から送信される信号の検出により、他局とパケットの通信タイミングが衝突しないアクセス制御を行う場合に、受信したパケットに、受信確認応答信号の返送を遅らせる指示を判別して、受信したパケットの送信元に何らかの信号を送信するときに、受信確認応答信号をその信号に含めさせるようにしたものである。
本発明によると、情報伝送時に用いる伝送レートを直近の受信状況で判断することが可能であり、伝送レート選択を精密に行うことが可能になる。
本発明の一実施の形態による通信装置の配置例を示す説明図である。 本発明の一実施の形態による通信装置の構成例を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態による通信装置の詳細な構成例を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態によるフレームフォーマットの一例を示す説明図である。 本発明の一実施の形態によるCSMA/CAの一例(その1)を示すタイミング図である。 本発明の一実施の形態によるCSMA/CAの一例(その2)を示すタイミング図である。 本発明の一実施の形態によるフレームフィールドの一例を示す説明図である。 本発明の一実施の形態による送受信手順の一例(その1)を示す説明図である。 本発明の一実施の形態による送受信手順の一例(その2)を示す説明図である。 本発明の一実施の形態による送受信手順の一例(その3)を示す説明図である。 従来のアクセス制御例を示したタイミング図である。 従来のパケット間隔の一例を示した説明図である。 従来のフレームフォーマットの一例を示した説明図である。 従来のフレームフィールドの一例を示した説明図である。 従来のCSMA/CAの一例を示したタイミング図である。
以下、本発明の一実施の形態を、図1〜図10を参照して説明する。
本実施の形態において想定している通信の伝播路は無線であり、かつ単一の伝送媒体(周波数チャネルによりリンクが分離されていない場合)を用いて、複数の機器間でネットワークを構築する場合としてある。但し、複数の周波数チャネルが伝送媒体として存在する場合であっても、同様のことがいえる。また、本実施の形態で想定している通信は蓄積交換型のトラヒックであり、パケット単位で情報が転送される。
また、各通信局は、CSMA(Carrier Sense Multiple Access:キャリア検出多重接続)に基づくアクセス手順に従い直接非同期的に情報を伝送するアドホック通信を行なうこともできる。
このように制御局を特に配置しない自律分散型の無線通信システムでは、各通信局はチャネル上でビーコン情報を報知することにより、近隣(すなわち通信範囲内)の他の通信局に自己の存在を知らしめるとともに、ネットワーク構成を通知する。通信局は伝送フレーム周期の先頭でビーコンを送信するので、伝送フレーム周期はビーコン間隔によって定義される。また、各通信局は、伝送フレーム周期に相当する期間だけチャネル上をスキャン動作することにより、周辺局から送信されるビーコン信号を発見し、ビーコンに記載されている情報を解読することによりネットワーク構成を知る(又はネットワークに参入する)ことができる。
図1は、本発明の一実施形態に係る無線通信システムを構成する通信装置の配置例を示している。この無線通信システムでは、特定の制御局を配置せず、各通信装置が自律分散的に動作し、アドホック・ネットワークが形成されている。同図では、通信装置#0から通信装置#6までが、同一空間上に分布している様子を表わしている。
また、同図において各通信装置の通信範囲を破線で示してあり、その範囲内にある他の通信装置と互いに通信ができるのみならず、自己の送信した信号が干渉する範囲として定義される。すなわち、通信装置#0は近隣にある通信装置#1、#4、と通信可能な範囲にあり、通信装置#1は近隣にある通信装置#0、#2、#4、と通信可能な範囲にあり、通信装置#2は近隣にある通信装置#1、#3、#6、と通信可能な範囲にあり、通信装置#3は近隣にある通信装置#2、と通信可能な範囲にあり、通信装置#4は近隣にある通信装置#0、#1、#5、と通信可能な範囲にあり、通信装置#5は近隣にある通信装置#4、と通信可能な範囲にあり、通信装置#6は近隣にある通信装置#2、と通信可能な範囲にある。
ある特定の通信装置間で通信を行なう場合、通信相手となる一方の通信装置からは聞くことができるが他方の通信装置からは聞くことができない通信装置、すなわち「隠れ端末」が存在する。
図2は、本例のシステムに適用される通信局を構成する無線送受信機の構成例を示したブロック図である。この例では、アンテナ1がアンテナ共用器2を介して受信処理部3と送信処理部4に接続してあり、受信処理部3及び送信処理部4は、ベースバンド部5に接続してある。受信処理部3での受信処理方式や、送信処理部4での受信処理方式については、例えば無線LANに適用可能な、比較的近距離の通信に適した各種通信方式が適用できる。具体的には、UWB(Ultra Wideband)方式、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex:直交周波数分割多重)方式、CDMA(Code Division Multiple Accsess:符号分割多元接続)方式などが適用できる。
ベースバンド部5は、インターフェース部6とMAC(メディアアクセスコントロール)部7とDLC(データリンクコントロール)部8などを備えて、それぞれの処理部で、この通信システムに実装されるアクセス制御方式における各層での処理が実行される。
図3には、本発明の一実施形態に係る無線ネットワークにおいて通信局として動作する無線通信装置の機能構成をさらに詳細に示している。図示の無線通信装置は、制御局を配置しない自律分散型の通信環境下において、同じ無線システム内では効果的にチャネル・アクセスを行なうことにより、衝突を回避しながらネットワークを形成することができる。
図3に示す通り、無線通信装置100は、インターフェース101と、データ・バッファ102と、中央制御部103と、ビーコン生成部104と、無線送信部106と、タイミング制御部107と、アンテナ109と、無線受信部110と、ビーコン解析部112と、情報記憶部113とで構成される。
インターフェース101は、この無線通信装置100に接続される外部機器(例えば、パーソナル・コンピュータ(図示しない)など)との間で各種情報の交換を行なう。
データ・バッファ102は、インターフェース101経由で接続される機器から送られてきたデータや、無線伝送路経由で受信したデータをインターフェース101経由で送出する前に一時的に格納しておくために使用される。
中央制御部103は、無線通信装置100における一連の情報送信並びに受信処理の管理と伝送路のアクセス制御を一元的に行なう。中央制御部103では、例えば、ビーコン衝突時における衝突回避処理などの動作制御が行なわれる。衝突回避の処理手順として、自局のビーコン送信位置の移動や、自局のビーコン送信停止、他局へのビーコン送信位置変更(ビーコン送信位置の移動又は停止)要求などが挙げられるが、これらの処理手順の詳細については後述に譲る。
ビーコン生成部104は、近隣にある無線通信装置との間で周期的に交換されるビーコン信号を生成する。無線通信装置100が無線ネットワークを運用するためには、自己のビーコン送信位置や周辺局からのビーコン受信位置などを規定する。これらの情報は、情報記憶部113に格納されるとともに、ビーコン信号の中に記載して周囲の無線通信装置に報知する。ビーコン信号の構成については後述する。無線通信装置100は、伝送フレーム周期の先頭でビーコンを送信するので、無線通信装置100が利用するチャネルにおける伝送フレーム周期はビーコン間隔によって定義されることになる。
無線送信部106は、データ・バッファ102に一時格納されているデータやビーコン信号を無線送信するために、所定の変調処理を行なう。また、無線受信部110は、所定の時間に他の無線通信装置から送られてきた情報やビーコンなどの信号を受信処理する。
無線送信部106及び無線受信部110における無線送受信方式は、例えば無線LANに適用可能な、比較的近距離の通信に適した各種の通信方式を適用することができる。具体的には、UWB(Ultra Wide Band)方式、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)方式、CDMA(Code Division Multiple Access:符号分割多元接続)方式などを採用することができる。
アンテナ109は、他の無線通信装置宛に信号を所定の周波数チャネル上で無線送信し、あるいは他の無線通信装置から送られる信号を収集する。図3の構成では、単一のアンテナを備え、送受信をともに並行しては行なえないものとしてある。
タイミング制御部107は、無線信号を送信並びに受信するためのタイミングの制御を行なう。例えば、伝送フレーム周期の先頭における自己のビーコン送信タイミングや、他の通信装置からのビーコン受信タイミング、他の通信装置とのデータ送受信タイミング、並びにスキャン動作周期などを制御する。
ビーコン解析部112は、隣接局から受信できたビーコン信号を解析し、近隣の無線通信装置の存在などを解析する。例えば、隣接局のビーコンの受信タイミングや近隣ビーコン受信タイミングなどの情報は近隣装置情報として情報記憶部113に格納される。
情報記憶部113は、中央制御部103において実行される一連のアクセス制御動作などの実行手順命令(衝突回避処理手順などを記述したプログラム)や、受信ビーコンの解析結果から得られる近隣装置情報などを蓄えておく。
次に、本実施の形態でのパケットのフレームフォーマットの例を、図4に示す。各パケットの先頭には、パケットの存在を示すためのプリアンブルが付加されている。また、プリアンブルに続き、シグナルフィールドが定義されている。シグナルフィールドには該パケットの情報部(ペイロード)を復号するのに必要な情報が格納されており、情報部の伝送レートを示すレート(RATE)フィールド、情報部の長さを示すデータ長(LENGTH)フィールド、パリティビット、エンコーダのテイル(Tail)ビット、などが含まれている。ここまでは、従来(図14の例)と同様である。
さらに本例では、「誤りにくく加工されたヘッダ領域として物理レイヤヘッダであるPLCPヘッダを想定し,」物理レイヤヘッダであるPLCPヘッダのフィールドとして、該パケットの送信電力を示すパワー(Power)フィールド、該パケットの送受信が完了してから該パケットの受信に起因して送信されるべくパケットが送信し終えるまでの持続時間を示すデュレイション(Duration)フィールド、そして該パケットの送信に先立ち受信応答確認を行ったか否かの情報を含むカテゴリ(Category)フィールドが存在する。
例えば、通信装置#0が通信装置#1に対してデータを送信する場合に、通信装置#0が送信するRTSパケットに起因して生じる通信装置#1CTSパケットの送信を確保するために、RTSパケットのデュレイション(Duration)フィールドには、#1からのCTSの送信が完了するまでの時間が記載されることになる。CTSの送信が完了するまで、他の端末が送信を控えることにより、通信装置#1のCTSパケットの送信が確保されることになる。同様に、通信装置#0が通信装置#1に対して送信するデータパケットのデュレイション(Duration)フィールドには、#1からのAckの送信が完了するまでの時間が記載されることになる。従って、本実施の形態では、デュレイション(Duration)フィールドに設定される時間情報は、直前に受信したパケットの伝送品質を考慮して次に送信するパケットの送信レートを決定し、その決定された送信レートから計算されたデュレイション値を設定することができる。これにより、従来は、RTSを送信する局が、RTS送信時にデータレートを決定しデュレイション値が計算されており、その後の伝搬路の状態変動による送信レートの変化を考慮できなかった問題点があったが、本実施の形態では、この問題は生じない。
また、本実施の形態では、送信されるパケットの種類(RTS,CTS,Data,Ackなど)に関わらず、必要以上に長いNAVは設定しないよう制御されることにより、メディアの利用効率が向上することになる。
なお、デュレイションフィールドには、該当するパケットの送信開始時刻からそのパケットの受信に起因して送信されるべくパケットが送信し終えるまでの時間を格納するように取り決めてもかまわないが、作用自体はそのパケットの送信時刻内での送信を無条件に不許可とすること以外は従来とほとんど同様であり、下記では、説明を割愛する。
本来PLCPヘッダは、該パケットを受信するのに必要な情報のみが記載されるが、本例では、それだけではなく、「該パケットの送信前に受信応答確認を行ったか否か」の事前情報と、「該パケットの受信に起因して送信されるべく次のパケット」に関する次パケットの予約情報をも記載する。さらに、該パケットの送信電力も記載し、受信側における送信電力決定のための一情報として用いらせることもある。あとは、従来と同様である。下記では、説明の簡略化の都合上、これらのフィールドが全て定義されている場合を例にとって説明を行うが、必ずしも全てのフィールドが定義されていなければ、本発明の効果が得られないわけではない。
各通信局は、パケットの受信を認識し、PSDUを復号した結果、該パケットが自局宛てだと判断されなかった場合は、常にPLCPヘッダ内のデュレイションフィールドで示された時間にわたり送信を不許可とする処理を行う。
また、各通信局は、パケットの受信を認識し、PSDUを復号した結果、該パケットが自局宛てだと判断されなかった場合で、かつPLCPヘッダ内のカテゴリフィールドから「該パケットの送信に先立ち受信応答確認を行っていない」旨の情報を抽出した場合、該パケットが自局宛てだと判断されなかった時点で受信動作をストップさせ、通常の送受信状態へと遷移する。
PLCPヘッダを格納しているシグナル(SIGNAL)部は、雑音特性に優れた、雑音に特に強い符号化がほどこされており、例えば情報部(ペイロード部分)の最低レートよりも低い4Mbps相当で伝送される。また、あまりにも受信電力が低いなど受信SNRが低い場合には、プリアンブル部の発見ができずに、パケットを受信したと認識できない。したがって、パケットを受信したと認識した場合、情報部の伝送レートに関わらず、デュレイションフィールドを誤りなく抽出できることになる。
図7は、PSDUのフレームフィールドを示す図である。ここでは、従来との差分の説明に必要な4種のフレームについてのみ説明を行う。
各フレームには、該フレームの種類や用途などを示す情報が格納されているフレームコントロール(Frame Control)フィールドが共通で定義されている。従来存在していたデュレイションフィールドは、本例では物理レイヤヘッダであるPLCPヘッダにて送信されることから、このフィールドには配置してない。データフレームには、従来定義されていたフィールドに加え、ARQの方法を指示するACKタイプフィールド、ACKの対象フレームを示すACK SEQフィールドが存在する。RTSフレームには、従来定義されていたフィールドに加え、ARQの方法を指示するACKタイプフィールド、ACKの対象フレームを示すACK SEQフィールド、後に送信するデータフレームのビット数を示すデータ長(DATA LEN)フィールドが存在する。CTSフレームには、従来定義されていたフィールドに加え、後に送信されてくるデータフレームの伝送レートを指示するレートフィールド、ARQの方法を指示するACKタイプフィールド、ACKの対象フレームを示すACK SEQフィールドが存在する。ACKフレームには、従来定義されていたフィールドに加え、ACKの対象フレームを示すACK SEQフィールドが存在する。
通信局は、パケットを受信した場合、フレームの宛先アドレスフィールドを参照することにより、該パケットが自局宛てであるか否かを判断するのは、従来のとおりである。
・CSMA手順
図6は、本実施の形態におけるRTS/CTS手順の一例を示す図である。
図6では、従来例で説明した図15と同様の状況を想定している。下記では、主に従来と異なる点についての説明を行い、従来と同様の手順については一部説明を省略する。
通信局STA0は、従来のCSMA手順でメディアが一定期間(時刻T0から時刻T1まで)クリアである旨を確認した後、時刻T1からRTSパケットを通信局STA2に宛てて送信する。RTSパケットのデュレイションフィールドには、RTSの受信に起因して送信されるCTSの受信が完了するまでの時間(すなわちT2からT4までの時間)が記載される。このとき、デュレイションフィールドに記載する時間長は、時刻T4までの時間に若干のマージンをもたせて時刻T5あたりまでの時間を記載してもかまわない。また、カテゴリフィールドには、「該パケットの送信に先立ち受信側とのパケットのやりとりがなかった旨(即ち、時刻T1の直前でRTSパケットの宛先からなんらかのパケットを受信していない旨)」を示す情報を記載する。また、パワーフィールドには、RTSパケットの送信電力を示す情報を記載する。さらに、PSDU内のデータ長には、直後に送信したいデータパケットに格納するビット数を示す情報を記載する。
このRTSパケットは通信局STA0の近隣に位置する通信局STA2でも受信される。通信局STA2は、仮にPSDUの復号に失敗したとしても、PLCPヘッダ部は雑音特性に優れているため正しく復号できる可能性が高い。PLCPヘッダ内のレートフィールドとデータ長フィールドから時刻T2を認識し、さらにデュレイションフィールドを参照することにより時刻T4を認識し、T4までの時間、NAVを立てて、送信不許可とする。
このRTSパケットは宛先である通信局STA1でも受信される。通信局STA1は、PLCPヘッダを復号し、通信局STA2同様、PLCPヘッダ内のデュレイションフィールド等を参照することによりT4までの時間NAVを立てようとするかもしれないが、さらにPSDUをも復号に成功すると、該パケットの宛先が自局であることを認識してNAVの設定は行わない。さらに、通信局STA0から自局宛てにデータパケットの送信要求があることを認識し、SIFS間隔をおいて時刻T3でCTSパケットを返送する。通信局STA1はCTSパケットの返送に先立って、RTSパケットの受信クオリティを評価し、この評価結果に基づいて後に送られてくるデータパケットの伝送レートを決定する。決定プロセスは本例の本質ではないので説明は割愛する。
伝送レートを決定すると、RTSパケットで知らされているデータパケットのビット数と決定した伝送レートから、データパケットの時間長を計算し、上記と同様の手順でCTSパケットの受信に起因して送信されてくるデータパケットの送信が終了する時刻であるT6までの時間をCTSパケットのPLCPヘッダ内のデュレイションフィールドに書き込む。または若干のマージンをもたせてT7あたりまでの時間を書き込む場合もある。また、CTSパケットはRTSパケットの受信に起因してRTSパケットの送信元宛てに送信を行うことから、カテゴリーフィールドには、「該パケットの送信に先立ち受信側とのパケットのやりとりがあった旨」を示す情報を記載する。
また、送信電力として、RTSパケットで記載されていたパワーフィールドで指示された送信電力を設定し、パワーフィールドには、この送信電力を示す値を記載する。通信局STA1がRTSパケットで記載されていたパワーフィールドで指示された送信電力での送信ができない場合には、自局が送信可能な送信電力の範囲内で、RTSパケットにて指示された送信電力に最も近い値を設定し、その送信電力をCTSパケットのパワーフィールドに記載する。さらに、CTSパケットのPSDU内のレートフィールドに決定した伝送レートを書き込む。CTSパケット自身のPSDUは(多くの場合において最も)雑音特性に優れている伝送レートにて伝送を行い、CTSパケットが復号できない可能性をできるだけ小さくしておく。
一方、通信局STA1がRTSパケットのPLCPヘッダの復号には成功したもののPSDUの復号に失敗した場合は、PLCPヘッダから得られたデュレイションフィールド等で指示されたT4までの時間はNAVをたてて、通信局STA1も送信不許可とする。この場合、予期される時刻T4までに通信局STA1からCTSパケットが返送されないため、通信局STA0は、再度ランダムバックオフの手順にしたがって、RTSパケットの再送を試みる。このとき、通信局STA2も時刻T4にはNAVをおろし、通常の送信可能状態へと変遷し、CTSパケットが返送されなかった被害は最小限に収まる。
通信局STA1がRTSパケットのPSDUの復号に成功した場合、上記の手順により、予定どおり時刻T4にCTSパケットが返送されてくる。CTSパケットは、雑音特性に優れている伝送レートにて転送されてくるため、誤りなくPSDUを送受できる可能性は高い。
このCTSパケットは通信局STA1の近隣に位置する通信局STA3でも受信される。通信局STA3は、CTSパケットのPLCP内のデュレイションフィールド等を復号し、さらにPSDU内のRAアドレスが自局でないことを確認すると、デュレイションフィールド等で示された時間にわたりNAVをたてて送信をストップさせる。結果として、通信局STA3は、デュレイションフィールドで示された時刻である時刻T6まで送信不許可状態となる。
このCTSパケットは宛先である通信局STA0でも受信される。通信局STA0は、PSDUを復号することにより、通信局STA1の受信準備ができており、かつ、レートフィールドで示された伝送レートでの受信を希望していることを認識する。通信局STA0は、指示された伝送レートにてデータパケットを生成し、さらにPLCPヘッダのデュレイションフィールドに、上記と同様の手順で、データパケットの受信に起因して送信されてくるACKパケットの受信が終了するまでの時間を書き込む。また、データパケットはCTSパケットの受信に起因してCTSパケットの送信元宛てに送信を行うことから、カテゴリーフィールドには、「該パケットの送信に先立ち受信側とのパケットのやりとりがあった旨」を示す情報を記載する。
また、送信電力として、CTSパケットで記載されていたパワーフィールドで指示された送信電力を設定し、パワーフィールドには、この送信電力を示す値を記載する。通信局STA0がCTSパケットで記載されていたパワーフィールドで指示された送信電力での送信ができない場合には、自局が送信可能な送信電力の範囲内で、CTSパケットにて指示された送信電力に最も近い値を設定し、その送信電力を送信するデータパケットのパワーフィールドに記載する。上記の手順で生成されたデータパケットは、CTSパケットからSIFS間隔をおいて時刻T5で送信開始される。
また、先に送信したRTSパケットの送信電力とCTSパケットで指示された送信電力が異なっていた場合には,RTSパケットを送信したときの送信電力を設定する場合もある。
データパケットは通信局STA0の近隣に位置する通信局STA2で受信され、通信局STA2は、データパケットのPLCPヘッダの情報を復号することにより、該データパケットが時刻T6まで行われる旨ならびその後時刻T8までは送信を不許可にしてほしい旨を了解し、時刻T6から時刻T8にわたりNAVをたてて送信不許可とする。このプロセスは、データパケットのPSDUを正しく復号できなくても行われる。
データパケットは当然ながら宛先である通信局STA1でも受信され、データパケット送信が時刻T6で終了し、通信局STA1がこれを誤りなく復号できた場合には、SIFS間隔をおいて時刻T7でACKを返送し、これを通信局STA0が受信して1パケットの送受信トランザクションが時刻T8で終了する。通信局STA1は、CTSパケットを生成する際とほぼ同様の手順に従いACKパケットを生成するが、ACKパケットのPLCPヘッダ内のデュレイションフィールドには、値0を格納するなど、周辺局に対して、「ACKパケットの送信終了後、送信不許可にする時間帯はない旨」を伝達する。
なお、通信局STA3は時刻T6に、通信局STA2は時刻T8においてNAVをおろして、通常の送受信状態へと復帰する。
図5は、本実施の形態におけるRTS/CTS手順の他の一例を示す図である。
図6では、IEEE802.11同様、データパケットの直後にACKパケットを返送する場合を例にとったが、データパケットの直後にACKパケットを返送しない場合もある。その場合の一例が図5に記載されている。
図5の例で送信されるパケットのデュレイションフィールドには、当該パケットの送信完了後、送信不許可にしてほしい時間の長さが[μsec]単位で記載されている。但し、Duration Fieldは、必ずしも[usec]単位で長さ情報が記載されているフィールドで構成されている必要はなく,宛先以外の通信局に所望の時間帯にわたり送信不許可状態を指示することができる情報あるいは情報群で構成されていればその目的は達成される。
カテゴリーフィールドには、当該パケットが前触れなしに送信されている場合(例えば、RTSパケット)には1が、前触れがあって送信されている場合(例えば、RTSパケットの受信をトリガーとして送信を行なうTSパケット)には0が格納される。
デュレイションフィールドの値と、カテゴリーフィールドの値との関係を表に纏めると以下のようになる。
Figure 2010124490
図5の例においては、時刻T5までは図6とまったく同様の手順を踏み、時刻T5において通信局STA0がデータパケットを送信する際にはPLCPヘッダ内のデュレイションフィールドに値0を格納するなど、周辺局に対して、「ACKパケットの送信終了後、送信不許可にする時間帯はない旨」を伝達する。
このデータパケットは通信局STA0の近隣に位置する通信局STA2で受信され、通信局STA2は、データパケットのPLCPヘッダの情報を復号することにより、該パケットの送信に先立ち受信側とのパケットのやりとりが行われた旨と、該データパケットが時刻T6まで行われる旨と、その後送信不許可にする時間帯は存在しない旨を認識し、かつPSDUの宛先アドレスフィールドを参照することにより、該パケットが自局宛てではないことを知る。すると(該パケットが自分宛てではなく、かつ該パケットの送信に先立ち受信側とのパケットのやりとりがあって、かつ該パケット送信完了後に送信不許可にする時間帯は存在しないことを知ると)、通信局STA2は、該パケットが自局宛てではないことを知った時点で受信動作を終了し、通常の送受信状態へと復帰する。通信局STA2が送信すべきデータを保有している場合には、CSMAのランダムバックオフの手順を起動し、送信権利獲得の手順を起動する。
そのほかの手順は、図6で説明したものと同様であるが、データパケットは宛先である通信局STA1でも受信されると、データパケット送信が時刻T6で終了し、通信局STA1がこれを誤りなく復号できた場合には、ACKパケットは別の機会にて送信を行う。図5で示した手順によれば、図15に示す従来方式では通信局STA2はT8まで送信不許可期間となっていた状態を回避することができ、回線効率を向上することが可能となる。
・ACKのバリエーション
図5に示したように、データパケットを送信した直後にACKパケットを返送しない場合のARQ手順について図8、図9ならび図10を用いて説明する。この場合、ACKの返送方法として、少なくとも2つのバリエーションが存在し、図5で示したようにデータパケットを誤りなく受信したらすぐさまACKを返送する即時ACKと、データパケットを誤りなく受信したらACKを送信するまでの間定められた期間をカウントしてからACKを返送する遅延ACKが定義される。即時ACKに関しては、従来例ならび図5で示したような手順を踏む一方、遅延ACKでは、下記の手順がとられる。
1.データパケットを誤りなく受信したらACKパケット送信までのタイマーを起動し、該タイマーが終了した時点(expier)でACKパケットの送信を試みる。
2.上記タイマーが終了する以前に、ACKを返送すべき相手通信局宛てに何らかのパケットを送信することになった場合には、そのデータに、ACK情報をも記載し、上記タイマーをリセットする。
遅延ACKのもう1つの例としては、下記の手順がとられることもある。
1.データパケットを誤りなく受信したら誤りなく受信したパケットの場合を記録しておくが、ACKは送信しない。
2.ACKを送信すべき相手通信局宛に何らかのパケットを送信することになった場合に、そのデータに、ACK情報をも記載し送信する。
3.送信したデータに関して、ACKが一定期間返送されてこない場合には、再送要求を送信する。
この場合、先に示した例と異なり、ACK返送のためのタイマーを持たない。ACKが一定期間返送されてこない場合には再送要求を送信する制御は、一般的な再送手順である。
ACKに複数のバリエーションがある場合、図7に示したように、送信するデータやその他の制御用フレームにおいて、どのようにACKを返送するかを示すACKタイプフィールドが定義されており、送信側は、RTSフレームならびデータフレームにて、受信側からどのようにACKを返送してほしいかを示すリクエスト情報をこのフィールドに記載し、CTSフレームにて、どのようにACKを返送するかを示す確認情報をこのフィールドに記載する。さらに、いずれのフレームにおいてもACKが相乗りする可能性があるため、ACK SEQフィールドが定義されている。ACK SEQフィールドは、下記のように用いられる。
例えば、通信局STA0が通信局STA1に向けてSEQ番号023のリンクレイヤパケットを送信する場合を想定する。このとき、データパケットのSEQフィールドには、番号023が記載される。例えば、このデータパケットが受信できた旨を返送する際には、ACK SEQフィールドに番号023を記載する。データパケットが受信できた旨は、RTS/CTS/Data/ACKのいずれのフレームにおいて返送してもよいことから、図7に示した全てのフレームにおいてACK SEQフィールドが定義されている。ここでは、説明を簡略化する都合上、ACK SEQフィールドが一つしかないように記載されているが、実際には、複数のACK SEQフィールドが各フレームに存在してもかまわない。
・図8の例の説明
図8は、本例の無線通信システムにおける送受信手順の第1の例を示す図である。ここでは、通信局STA0から通信局STA1に宛てて、2つのデータパケットを送信する場合を例にとっている。
通信局STA0は、時刻T0において、データパケットの送信手順を起動し、CSMAの手順に従い送信権利を獲得するためにバックオフカウントを開始する。時刻T1において、バックオフカウントが完了し、この間メディアがクリアであることを確認したので、RTSパケットを送信する。このとき、RTSパケットのACKタイプフィールドには遅延ACKにてACKを返送してほしい旨のリクエスト情報を記載し、ACK SEQフィールドには本パケットにACK情報が相乗りされていない旨を示す情報を記載する。
これを受信した通信局STA1は、時刻T2においてCTSパケットを返送する。このとき、CTSパケットのACKタイプフィールドには指示どおり遅延ACKにてACKを返送する旨の確認情報を記載し、ACK SEQフィールドには本パケットにACK情報が相乗りされていない旨を示す情報を記載する。
これを受信した通信局STA0は、時刻T3でデータパケットを送信する。このとき、データパケットのACKタイプフィールドには遅延ACK(Del.Ack)にてACKを返送してほしい旨のリクエスト情報を再度記載し、ACK SEQフィールドには本パケットにACK情報が相乗りされていない旨を示す情報を記載し、SEQフィールドには本パケットのシーケンス番号(例えば023)を記載する。
これを受信した通信局STA1は、時刻T4から、ACK返送のためのタイマーを起動する。また、このタイマーが完了するよりも以前に、通信局STA0は、再度通信局STA1に宛ててデータパケットを送信すべくランダム時間の遅延の後にRTSパケットを時刻T5で送信する。このとき、RTSパケットのACK Typeフィールドには今度は即時ACKにてACKを返送してほしい旨のリクエスト情報を記載し、ACK SEQフィールドには本パケットにACK情報が相乗りされていない旨を示す情報を記載する。
これを受信した通信局STA1は、時刻T6においてCTSパケットを返送する。このとき、CTSパケットのACKタイプフィールドには即時ACKにてACKを返送する旨の確認情報を記載する。また通信局STA1は、通信局STA0宛ての未送信のACKを保持していることから、ACK SEQフィールドには先に受信したシーケンス番号023のパケットの受信確認応答であるACK情報を相乗りさせ、ACK SEQフィールドにACKの対象であるデータフレームのシーケンス番号023を記載する。
これを受信した通信局STA0は、先のデータフレームが誤りなく受信できた旨を確認しつつ、次のデータパケットを時刻T7で送信する。このとき、データパケットのACKタイプフィールドには即時ACK(Imd.Ack)にてACKを返送してほしい旨のリクエスト情報を再度記載し、ACK SEQフィールドには本パケットがACK情報が相乗りされていない旨を示す情報を記載し、SEQフィールドには本パケットのシーケンス番号(例えば024)を記載する。
これを受信した通信局STA1は、ACKを即時に送ってほしい旨を認識していることから、今度は時刻T8において即時ACKパケットを返送する。ACKパケットのACK SEQフィールドには先に受信したシーケンス番号024を記載する。
・図9の例の説明
図9は、本実施の形態の無線通信システムにおける送受信手順の第2の例を示す図である。ここでも、通信局STA0から通信局STA1に宛てて、2つのデータパケットを送信する場合を例にとっている。
図8に示した第1の例では、通信局STA0が送信するデータパケットの一つ目では遅延ACKを指示し、二つ目では即時ACKを指示した場合を示した。図9に示した第2の例では、両データパケットとも遅延ACKを指示する場合を示す。時刻T4までのプロセスは、図8の第1の例と同様なので説明を省略する。
通信局STA1は、上記の第1の例と同様、時刻T4から、ACK返送のためのタイマーを起動する。
このタイマーが完了するよりも以前に、通信局STA0は、再度通信局STA1に宛ててデータパケットを送信すべくランダム時間の遅延の後にRTSパケットを時刻T5で送信する。このとき、RTSパケットのACKタイプフィールドには再度遅延ACKにてACKを返送してほしい旨のリクエスト情報を記載し、ACK SEQフィールドには本パケットにACK情報が相乗りされていない旨を示す情報を記載する。
これを受信した通信局STA1は、時刻T6においてCTSパケットを返送する。このとき、CTSパケットのACKタイプフィールドには指示どおり遅延ACKにてACKを返送する旨の確認情報を記載する。また通信局STA1は、通信局STA0宛ての未送信のACKを保持していることから、ACK SEQフィールドには先に受信したシーケンス番号023のパケットの受信確認応答であるACK情報を相乗りさせ、ACK SEQフィールドにACKの対象であるデータフレームのシーケンス番号023を記載する。
これを受信した通信局STA0は、先のデータフレームが誤りなく受信できた旨を確認しつつ、次のデータパケットを時刻T7で送信する。このとき、データパケットのACKタイプフィールドには遅延ACKにてACKを返送してほしい旨のリクエスト情報を再度記載し、ACK SEQフィールドには本パケットにACK情報が相乗りされていない旨を示す情報を記載し、SEQフィールドには本パケットのシーケンス番号(例えば024)を記載する。
これを受信した通信局STA1は、誤りなく情報を取り出せたことを確認すると、ACK返送のためのタイマーを起動する。今回は、タイマーが完了するまでの間に通信局STA0宛てのパケット送信が発生しなかったため、通信局STA1は、通信局STA0に宛ててACKフレームの送信プロセスを起動する。タイマーが完了すると、ACKフレームを送信すべくランダム時間の遅延の後に、ACKフレームを時刻T9にて送信する。このとき、ACK SEQフィールドには先に受信したデータフレームのシーケンス番号である024を記載する。
これを受信した通信局STA0は、ACKフレームのACK SEQフィールドを抽出することにより、シーケンス番号024のデータパケットが誤りなく復号されたことを認識しつつ、該ACKフレームに対する応答信号を即座に時刻T10にて送信する。応答信号は、従来のACKフレームと同様のフィールドを有していればよい。
以上では、遅延ACKの送受信に関わり、誤りなくデータを受信した局がACK返送のためのタイマーをセットする場合を例にとり説明を行ったが、ACK返送のためのタイマーを持たない場合でもほぼ同様のシーケンスがとられる。
この場合、上記図9と異なる点は、時刻T9からである。
通信局STA1は未返送のACK情報を保持しているが、これを送信していない。ここで、通信局STA0は、先に時刻T7で送信したシーケンス番号024のパケットに対するACKが一定期間にわたり返送されてこないことを理由に、シーケンス番号024が受信されなかったのかもしれないと判断し、時刻T9にて再送要求のためのRTSパケットを送信する(図示せず)。これを受信した通信局SAT1は、該パケットは既に受信済であることを示したACK情報を記載した上で、CTSパケットを時刻T10にて返送する(CTSパケットのかわりにACKパケットを返送する場合もある)。このとき、通信局SAT1は、再送を要求しないことから、CTS(ACK)パケットのデュレイションフィールドには0を格納する。このCTSパケットを受信した通信局STA0は、シーケンス番号024のパケットが無事に受信されていることを認識する。
上記の例では、ACKフレームには、送信元通信局を示すフィールドが存在しなかったが、送信元通信局を示すフィールドが存在する場合もある。
・図10の例の説明
図10は、本実施の形態の無線通信システムにおける送受信手順の第3の例を示す図である。ここでも、通信局STA0から通信局STA1に宛てて、2つのデータパケットを送信する場合を例にとっている。
図8及び図9で示した例では、通信局STA0はデータパケットの二つ目を送信するに先立ちランダムバックオフの手順をふむ例を示した。図10に示す第3の例では、両データパケットとも即時ACKを指示する場合で、かつ送信局に連続したデータパケットの送信が許されている場合の例を示す。
通信局STA0は、時刻T0において、データパケットの送信手順を起動し、CSMAの手順に従い送信権利を獲得するためにバックオフカウントを開始する。T1において、バックオフカウントが完了し、この間メディアがクリアであることを確認したので、RTSパケットを送信する。このとき、RTSパケットのACKタイプフィールドには即時ACKにてACKを返送してほしい旨のリクエスト情報を記載し、ACK SEQフィールドには本パケットにACK情報が相乗りされていない旨を示す情報を記載する。
これを受信した通信局STA1は、時刻T2においてCTSパケットを返送する。このとき、CTSパケットのACKタイプフィールドには指示どおり即時ACKにてACKを返送する旨の確認情報を記載し、ACK SEQフィールドには本パケットにACK情報が相乗りされていない旨を示す情報を記載する。
これを受信した通信局STA0は、時刻T3でデータパケットを送信する。このとき、データパケットのACKタイプフィールドには即時ACKにてACKを返送してほしい旨のリクエスト情報を再度記載し、ACK SEQフィールドには本パケットにACK情報が相乗りされていない旨を示す情報を記載し、SEQフィールドには本パケットのシーケンス番号(例えば023)を記載する。さらに、カテゴリーフィールド等において、本データパケットが、次のデータパケットのためのRTSメッセージとしても機能することを伝える。
これを受信した通信局STA1は、時刻T4にて、即時ACKを返送する。ACKパケットのACK SEQフィールドには先に受信したシーケンス番号023を記載する。さらに、カテゴリーフィールド等において、該ACKパケットが次のデータパケットのためのCTSメッセージとしても機能することを伝える。
これを受信した通信局STA0は、先のデータフレームが誤りなく受信できた旨を確認しつつ、次のデータパケットを時刻T5で送信する。このとき、データパケットのACKタイプフィールドには即時ACKにてACKを返送してほしい旨のリクエスト情報を再度記載し、ACK SEQフィールドには本パケットがACK情報が相乗りされていない旨を示す情報を記載し、SEQフィールドには本パケットのシーケンス番号(例えば024)を記載する。
これを受信した通信局STA1は、ACKを即時に送ってほしい旨を認識していることから、今度は時刻T6において即時ACKパケットを返送する。ACKパケットのACK SEQフィールドには先に受信したシーケンス番号024を記載する。
なお、CTSを雑音に強い伝送レートで伝送することが考えられる。PLCPヘッダに、デュレイションフィールド等が記載されていないため、情報部の伝送レートによっては、デュレイションフィールド等が遠くの通信局において誤りなく抽出できない場合が存在する。しかし、RTS/CTS手順を併用したCSMA/CAにおいては、CTSは干渉元となりえる通信局に対しても伝送を行う必要がある。
そこで、CTSパケットに関しては、データパケットの伝送レートなどに関わらず、最も雑音に強い伝送レートにて伝送を行うと、データパケットを受信している最中に干渉を減らすことが可能となり、効率のよい送受信を行える。
なお、上述した実施の形態では、送信や受信を行う専用の通信装置とした構成した例について説明したが、例えば各種データ処理を行うパーソナルコンピュータ装置に、本例の送信部や受信部に相当する通信処理を行うボードやカードなどを装着させた上で、ベースバンド部での処理を、コンピュータ装置側の演算処理手段で実行するソフトウェアを実装させるようにしても良い。
1 ‥‥‥ アンテナ
2 ‥‥‥ アンテナ共用器
3 ‥‥‥ 受信処理部
4 ‥‥‥ 送信処理部
5 ‥‥‥ ベースバンド部
6 ‥‥‥ インターフェース部
7 ‥‥‥ MAC(メディアアクセスコントロール)部
8 ‥‥‥ DLC(データリンクコントロール)部
100 ‥‥‥ 無線通信装置
101 ‥‥‥ インターフェース
102 ‥‥‥ データ・バッファ
103 ‥‥‥ 中央制御部
104 ‥‥‥ ビーコン生成部
106 ‥‥‥ 無線送信部
107 ‥‥‥ タイミング制御部
109 ‥‥‥ アンテナ
110 ‥‥‥ 無線受信部
112 ‥‥‥ ビーコン解析部
113 ‥‥‥ 情報記憶部

Claims (9)

  1. 数の通信局で構成されるネットワーク内での通信方法であって、他の局から送信される信号の検出により、他局とパケットの通信タイミングが衝突しないアクセス制御を行う通信方法において、
    受信したパケットに、受信確認応答信号の返送を遅らせる指示を判別した場合に、受信したパケットの送信元に何らかの信号を送信するときに、前記受信確認応答信号をその信号に含めさせる
    通信方法。
  2. 請求項1記載の通信方法において、
    前記パケットの受信に基づいて、前記受信確認応答信号を返送するためのタイマーを起動させて、そのタイマーが所定期間をカウントするまでの間に、前記何らかの信号の送信がない場合に、前記受信確認応答信号だけを送信する
    通信方法。
  3. 請求項1記載の通信方法において、
    前記何らかの信号の送信があるまで、前記受信確認応答信号の送信を行わない
    通信方法。
  4. 請求項3記載の通信方法において、
    送信データに受信確認応答信号の返送を遅らせる指示を含ませた通信局は、再送のためのタイマーを起動させて、そのタイマーが所定期間をカウントするまでの間に、受信確認応答信号の受信が確認されなかった場合には、再送要求のパケットを送信し、
    前記再送要求のパケットを受信したデータの受信通信局は、これに応答する信号として、受信確認応答情報を含む信号を送信する
    通信方法。
  5. 数の通信装置で構成されるネットワーク内での通信装置であって、他の局から送信される信号の検出により、他局とパケットの通信タイミングが衝突しないアクセス制御を行う通信装置において、
    他の通信装置と送信及び受信を行う送受信部と、
    前記送受信部で受信したパケットに、受信確認応答信号の返送を遅らせる指示を判別した場合に、受信したパケットの送信元に何らかの信号を送信するときに、前記受信確認応答信号をその信号に含めさせる制御を行う制御部とを備えた
    通信装置。
  6. 請求項5記載の通信装置において、
    前記制御部は、前記送受信部での前記パケットの受信に基づいて、前記受信確認応答信号を返送するためのタイマーを起動させて、そのタイマーが所定期間をカウントするまでの間に、前記何らかの信号の送信がない場合に、前記受信確認応答信号だけを送信させる
    通信装置。
  7. 請求項5記載の通信装置において、
    前記制御部は、前記何らかの信号の送信があるまで、前記受信確認応答信号を送信させない
    通信装置。
  8. 請求項7記載の通信装置において、
    前記制御部は、送信データに受信確認応答信号の返送を遅らせる指示を含ませた場合に、再送のためのタイマーを起動させて、そのタイマーが所定期間をカウントするまでの間に、受信確認応答信号の受信が確認されなかった場合には、再送要求の送信要求パケットを送信させる制御を行い、
    前記送信要求パケットを受信した場合に、これに応答する信号として、受信確認応答情報を含む信号を送信させる制御を行う
    通信装置。
  9. 複数の通信局で構成されるネットワーク内で、他の局から送信される信号の検出により、他局とパケットの通信タイミングが衝突しないアクセス制御を行うための処理をコンピュータシステム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータプログラムであって、
    受信したパケットに、受信確認応答信号の返送を遅らせる指示を判別した場合に、受信したパケットの送信元に何らかの信号を送信するときに、前記受信確認応答信号をその信号に含めさせる処理を行うステップを具備する
    コンピュータプログラム。
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