JPH0677963A

JPH0677963A - 通信方式および端末装置

Info

Publication number: JPH0677963A
Application number: JP5044879A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Takiyasu; 美弘滝安; Eiichi Amada; 栄一天田; Tomoaki Ishido; 智昭石藤; Genichi Ishii; 源一石井; Hidehiko Shigesa; 秀彦重左; Shuichi Adachi; 修一足立
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-07-07
Filing date: 1993-03-05
Publication date: 1994-03-18
Also published as: US5537414A

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】複数端末の公平で通信効率のよい多重アクセ
ス方式を提供する。【構成】従装置が、通信フレーム３０のリクエスト領
域Ｒ２に、フラグメント数と自アドレスを送信し、主装
置は、複数対のフラグメントスロット３８と応答スロッ
ト３９とからなる情報転送領域Ｒ４で、スロット３８ｉ
毎に、送信を許可した従装置のアドレスを送信する。従
装置は宛先アドレス５２とデ−タ５４を送信し、宛先装
置は応答をスロット３８ｉに送信する。宛先装置が受信
に失敗したことを主装置が検知すると、次のスロット３
８ｉ＋１でデ−タを再送する。サイクル内の予約できる
送信権、送信データの最大個数を基地局が端末の要求に
従って制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、通信方式および端末装
置に関し、更に詳しくは、複数の端末装置の送信権を主
装置（制御局）により集中管理する多重アクセス方式の
通信システムおよび端末装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複数の端末装置からなる通信シス
テムにおいて、送信要求をもつ複数の端末装置に対する
データ送信権の付与、あるいは通信媒体（通信チャネ
ル）へのアクセス権の付与を主制御局で集中的に管理す
る多重アクセス制御方式として、「ポーリング方式」と
「固定割当の時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）方式」と
が知られている。

【０００３】ポーリング方式では、主装置が、各端末装
置（以下、従装置と言う）に対して、送信すべき情報の
有無の問合せを行なうようにしているため、この方式に
よれば、複数の従装置が送信情報を同時に送出して、こ
れらが通信媒体上で衝突すると言うおそれが無く、各従
装置に平等にアクセス権を付与できるという長所があ
る。しかしながら、通信媒体のかなりの帯域が、主装置
から従装置へのポーリングメッセージによって費やされ
てしまうため、通信媒体の利用効率が低下するという問
題がある。

【０００４】これに対して、固定割当のＴＤＭＡ方式で
は、主装置が各従装置に対して通信媒体の使用時間を予
め割り当てておき、各従装置が、周期的に巡ってくる自
装置に固有の時間帯でデータを送信するようにしている
ため、複数の従装置からの送信情報が媒体上で衝突する
おそれはなく、また、上述したポーリング方式のよう
に、主装置から従装置へ頻繁にメッセージを送信する必
要が無いため、多重アクセス制御が簡単になると言う利
点がある。

【０００５】しかしながら、上記ＴＤＭＡ方式において
は、データ送信を行っていない期間中でも各従装置に固
有の時間帯が確保されているため、例えば、ＬＡＮのよ
うに端末間のデータ送信が間欠的に発生するシステムに
これを適用すると、通信媒体の利用効率が低下するとい
う欠点がある。特に、無線端末を従装置とする無線ＬＡ
Ｎシステムにおいては、従装置の移動に伴って通信エリ
ア（セル）への従装置の加入や離脱が頻繁に発生し、そ
の都度、主装置が従装置へ帯域の再割当動作を行う必要
があるため、上記した通信媒体の利用効率低下が顕著に
なる。

【０００６】従来、これらの問題を解決する技術の１つ
として、「分割チャネル予約方式」が知られている。こ
の方式では、アクセスチャネル（通信フレーム）を制御
情報の転送領域とメッセージの転送領域とに分割し、上
記制御情報転送領域を、更に複数のスロットからなる送
信要求領域と、各スロットと対応する応答領域とに分割
しておき、各従装置が、上記送信要求領域の何れかのス
ロットを利用して主装置にアクセス権の付与を要求し、
主装置が、上記スロットと対応する応答領域において、
当該従装置が利用できる上記メッセージ転送領域内の時
間帯を通知するようにしている。上記分割チャネル予約
方式の具体例としては、例えば、アイ・イー・イー・イ
ー、ネットワークマガジン（ＩＥＥＥ，Ｍｅｔｗｏｒ
ｋＭａｇａｇｉｎｅ）、Ｎｏｖ．１９９１、ｐｐ３１
−３８において提案された「ワイヤレスインビルデ
ィングネットワークアーキテクチャアンドプロ
トコルズ（ＷｉｒｅｌｅｓｓＩｎ−Ｂｕｉｌｄｉｎｇ
ＮｅｔｗｏｒｋＡｒｃｈｉｔｅｃｕｔｒｅａｎｄ
Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ）」がある（以下、これを従来方
式１と言う）。

【０００７】上記従来方式１によれば、主装置からの応
答動作によってアクセス権を得た各従装置は、送信すべ
き情報（メッセージ）を固定長の複数の情報ブロックに
分割し、各情報ブロックを上記メッセージ転送領域内に
定義された「フラグメントスロット」と称する固定長パ
ケット領域（フラグメント）に設定する。フラグメント
に設定された情報ブロックは、一旦、主装置によって受
信され、主装置が別の通信フレームのフラグメントスロ
ットに設定して宛先の従装置に転送する。もし、宛先装
置への情報ブロックの転送に失敗した場合は、送信元の
従装置が同一の情報ブロックを再度送出動作する。な
お、上記メッセージ転送領域には複数のフラグメントス
ロットが形成され、各フラグメントスロットは、情報ブ
ロックを設定するための情報領域と、１つの送信メッセ
ージ中における上記情報ブロックの位置を示す情報（ブ
ロック番号）を設定するための領域と、誤り訂正／検出
のための符号領域とから構成されている。

【０００８】上記従来方式１によれば、データを送信し
ようとする各従装置は、制御情報領域に定義された任意
の要求スロットを用いて、スロッテッド・アロハ（Ｓｌ
ｏｔｔｅｄＡＬＯＨＡ）方式でフラグメント単位に送
信要求を行う。もし、同一の要求スロットで複数の従装
置からの送信要求が衝突した場合、従装置は、上記衝突
を生じたフレーム以降の何れかのフレームにおいて、ラ
ンダムに選択した１つの要求スロットに対して再度、送
信要求を発行する。

【０００９】一方、宛先の従装置から送信元の従装置に
対して行なう送信情報受信の成否応答方式としては、従
来、受信成功時には肯定応答としてのアック（ＡＣＫ）
パタン、失敗時には否定応答としてのナック（ＮＡＫ）
パタンを返送する方式が一般的である。しかしながら、
この応答方式では、複数の従装置に対して同一の情報を
送信する同報通信において問題が生ずる。例えば、リン
グ形伝送路を用いるＬＡＮにおいては、ＮＡＣ応答を出
したＬＡＮノードの下流側で、別のＬＡＮノードが、上
記ＮＡＫパタンをＡＣＫパタンに書き替えてしまう畏れ
がある。また、同一の通信媒体を複数の装置で共有する
イーサネットや無線ＬＡＮにおいては、受信側の複数の
装置から出された応答信号が通信媒体上で衝突し、応答
領域に設定されたＡＣＫパタンやＮＡＫパタンが他のパ
タンに化けてしまう畏れがある。

【００１０】これらの受信成否応答に関する問題を解決
する従来技術の１つとして、例えば、第１３回「情報理
論とその応用シンポジウム」のｐｐ６２３−６２６にお
いて、「移動通信環境に適した同報ＡＲＱの一方式」と
題する提案（以下、従来方式２と言う）がなされてい
る。上記従来方式２では、各装置が、同報情報の受信に
失敗したときに限りＮＡＫ信号を返送するようにしてい
る。また、複数の装置が出したＮＡＫ信号の衝突確率を
低くするために、複数の応答を許容できるように応答領
域を広くとっておき、仮に衝突が発生しても、同一フレ
ーム内で応答信号の再送を繰り返して行えるようになっ
ている。

【００１１】ところで、無線ネットワークにおいては、
一般に、アンテナの受信電力が、送受信装置間の距離比
の２乗に反比例して減衰することが知られている。従っ
て、主装置との間の距離が異なる複数の従装置が、主装
置に対してそれぞれ同一の送信電力で信号を送出した場
合、主装置で観測される受信電力は従装置毎に異なった
ものとなる。例えば、主装置から距離がそれぞれ１ｍと
１０ｍの位置にある２つの従装置ＡとＢが同一電力で送
信すると、主装置で受信する信号の電力は、従装置Ａか
らのものが従装置Ｂからのものに比べて１００倍の大き
いことになる。

【００１２】従って、上記従来方式１を無線ネットワー
クに適用すると、複数の従装置が出した送信要求が同一
要求スロット上で衝突した場合に、主装置と従装置との
位置（距離）関係によって、送信要求の受信に次の２つ
状況が発生する。第１の状況では、ほぼ同一の受信電力
で複数の送信要求が混合したことによって、全ての送信
要求が誤り信号と判定される。第２の状況では、複数の
送信要求のうち受信電力が最大となった信号が正しく受
信処理される。上述した受信電力の距離特性から判るよ
うに、主装置との間に電波遮蔽物が無いかぎり、主装置
に最も近い位置にある従装置の送信要求が、他の従装置
に優先して送信権を得る可能性が高くなる。

【００１３】例えば、同一送信電力をもつ２つの従装置
ＡとＢが、長さ１００ビットのパケットを同時に送信
し、それぞれ受信電力Ｓａ、Ｓｂをもつ信号ａ、ｂとし
て主装置に到着した場合を想定する。ここで、信号ｂを
ａに対して雑音とみなすと、Ｓａ／（Ｎ＋Ｓｂ）＜α、（αはビット誤り率１Ｅ−２
時のＳＮ比）の関係をみたす時、信号ａが主装置で正常な信号として
検出される確率が高くなるため、上記第２の状況が発生
する。

【００１４】文献「移動通信のディジタル化技術」、ｐ
７６（トリケップス）に記載された「誤り率−ＳＮ比特
性」によると、遅延検波のＱＰＳＫでは、上記数式の右
辺の値は約９ｄＢとなっており、Ｓａ＝ｒ×ｒ×Ｓｂ、
Ｓｂ／Ｎ（無線区間で平均的に得られる誤り率１Ｅ−４
で）＞１であることから、距離ｒ≧２．８ｍとなる。無
線ネットワークにおいて、主装置の通信カバーエリア
は、一般に半径が数１０ｍから数１００ｍ程度であるか
ら、実際の応用において上記第２の状況は容易に発生し
得る。

【００１５】然るに、上記第２の状況は、送信要求が競
合した場合に、特定の従装置に対して優先的に送信権が
与えられることになるため、不公平なアクセス制御とい
えるが、上記従来方式１の文献では、従装置の位置に関
係しない公平なアクセス制御の実現に関する解決策につ
いて触れていない。

【００１６】上記第２の状況に起因するアクセス制御の
不公性は、例えば、主装置における受信電力が一定とな
るように各従装置の送信電力を制御することによって解
決できる。このような場合、従来の一般的な制御方式に
よれば、各従装置が主装置からの受信電力の大きさを監
視し、受信電力の値に基づいて主装置との距離を推定し
て送信電力を制御するようにしている。この種の送信電
力制御方式の具体例については、例えばアイ・イー・イ
ー・イーブイティエス’９１プロシーディングス
（ＩＥＥＥＶＴＳ’９１Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ
ｓ）、ｐ５７〜ｐ６２において、「オンザシステム
デザインアスペクツオブシーディーエムエーア
プライドツゥディジタルセルラアンドパーソ
ナルコミュニケーションズネットワークス（Ｏｎ
ＴｈｅＳｙｓｔｅｍＤｅｓｉｇｎＡｓｐｅｃｔｓ
ｏｆＣｏｄｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅ
Ａｃｃｅｓｓ（ＣＤＭＡ）Ａｐｐｌｉｄｅｔｏ
ＤｉｇｉｔａｌＣｅｌｌｕｌａｒａｎｄＰｅｒｓ
ｏｎａｌＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＮｅｔｗｏ
ｒｋｓ）」に記載されている（従来技術３）。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来方式１のよう
に、従装置からの送信情報を全て主装置経由で宛先装置
に転送する方式は、通信管理を主装置で集中処理できる
という利点の他に、特に無線ＬＡＮに適用した場合、無
線ＬＡＮ特有の隠れ端末の発生を低減できると言う利点
がある。すなわち、端末間で直接通信する方式では、送
信側装置と受信側装置との間に障害物があった場合、通
信不能の状態に陥ってしまうが、主装置を経由する方式
にすると、主装置を各従装置から見通せる位置に配置し
ておくことによって、送信装置と受信装置との間の障害
物に影響を受けないようにできる。

【００１８】しかしながら、上記従来方式１は、従装置
から主装置に向かう「上り方向通信チャネル」と、その
反対方向の「下り方向通信チャネル」とを周波数的、あ
るいは時間的に独立した別チャネルとして用意する必要
がある。このため、従装置間で直接的に通信信号を送受
信する方式に比較して、通信効率が１／２に低下し、伝
送資源の有効利用の点で問題がある。

【００１９】また、無線ＬＡＮでは、各フラグメントの
サイズを数１００バイト程度とするのが一般的である
が、無線ＬＡＮを利用する各端末装置（従装置）からの
送信メッセージの最大長は、上記フラグメントのサイズ
より遥かに大きい１．５ｋバイト〜１０数ｋバイト程度
となるため、上記従来方式１のように、フラグメント単
位にアクセス権の獲得要求を発行する方式を採用する
と、各端末装置は１つのメッセージ送信に数回〜数十回
のアクセス要求動作を実行する必要がある。このアクセ
ス権の要求動作は、同一の情報ブロックを再送する場合
にも必要となるため、上記従来方式１を無線ＬＡＮに適
用すると、リクエスト領域でのアクセス権要求の衝突確
率が増大し、この結果、通信効率が低下するという問題
がある。

【００２０】また、上記従来方式１の通信フレーム構造
では、受信側装置から送信側装置へフラグメントの受信
成否を示す応答情報を通知するための特別の領域が用意
されていないため、受信側装置は、送信側装置がフラグ
メント送信時に行ったアクセス動作と同様の方法でフラ
グメントスロットを獲得して、上記応答情報を送信せざ
るを得ず、これも通信効率の悪化と送信待ち時間の増大
の１つの要因となる。また、受信側装置からの応答が遅
延すると、結果的にエンド・ツー・エンドのスループッ
トが低下する。応答遅延による通信効率の低下を防ぐこ
とを目的とするデータ再送方式の１例として、例えば、
受信に失敗したフラグメントだけを再送するセレクティ
ブ・リトランスミッション（ＳｅｌｅｃｔｉｖｅＲｅ
ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）方式が知られているが、こ
の再送方式は、各端末装置に複雑なバッファ管理機能を
要求するという問題を含んでいる。

【００２１】通信フレームにおけるフラグメント領域の
長さは、これを短く設計すると、フラグメントヘッダの
占める割合が高くなるため、相対的に各データブロック
のサイズが短くなって伝送効率が低下し、逆にこれを長
く設計すると、データ伝送の失敗によるデータ再送の確
率が大きくなり、再送データ量も増加するため伝送効率
が低下する。すなわち、フラグメント長に関しては、シ
ステム毎に通信効率の面から決まる最適なサイズ範囲が
存在する。

【００２２】一方、ＬＡＮシステムにおいては、ロジカ
ル・リンク・コントロール（ＬＬＣ）層以上のプロトコ
ルが、伝送媒体の種類に依存しない構成となっており、
メディア・アクセス・コントロール（ＭＡＣ）層からＬ
ＬＣ層へのインタフェースでは、通常、ビット誤り率を
１Ｅ−８以上とする高い品質が要求される。従って、例
えば、平均のビット誤り率が１Ｅ−４程度の無線ＬＡＮ
では、ＭＡＣ層以下のレイヤで、１Ｅ−４のビット誤り
率を１Ｅ−８以上に改善するための誤り訂正を行う必要
がある。このため、訂正符号として、例えばハミング符
号あるいはＢＣＨ符号が適用されるが、この場合、符号
化率、および隠れ端末環境での生の誤り率が１Ｅ−２程
度以下になる場合を考慮すると、訂正ブロックに数１０
バイトを用意する必要がある。従って、フラグメントの
構造が１つの誤り訂正／検出領域しか持たない上記従来
方式１のフレーム構造では、フラグメント長が上記訂正
ブロックのサイズによって制限され、実際のフラグメン
ト長は、前述した誤りブロックの再送やヘッダオーバヘ
ッドから算出される最適フラグメント長よりはるかに短
くなるため、このフラグメント構造を採用する限り最大
の通信効率を求めることは困難となる。

【００２３】また、分割チャネル予約方式における通信
効率を支配する他の要因の１つに、リクエスト領域での
アクセス要求の成功率がある。各通信フレームでリクエ
スト領域に設ける要求スロットの数を増加すると、見か
け上はアクセス要求成功率が向上するが、この場合、リ
クエスト領域のサイズが大きくなった分、メッセージ転
送領域（あるいは情報領域）のサイズが減少するため、
実質的な通信効率の向上には必ずしも結び付かない。従
って、実際のシステムでは、同一要求スロットで複数の
アクセス要求が衝突した場合のアクセス要求再送手順、
換言すれば、バックオフ・アルゴリズムの良否が通信効
率に大きく影響する。然るに、上記従来方式１によれ
ば、衝突に伴うアクセス要求の再送動作を繰り返してい
るうちに、他の従装置から新たなアクセス要求が発生
し、これが更に衝突確率を増大させ、結果的にシステム
が輻輳状態に陥ってしまう可能性がある。

【００２４】一方、同報通信の受信応答に関する従来方
式２では、ＮＡＫの衝突確率をゼロにすることは不可能
であり、衝突問題を本質的に解決していない。上記方式
によれば、通信フレームのサイズが制限されている場
合、応答領域が広くなった分、メッセージ転送領域を狭
くせざるを得ないため、かえって通信効率が低下すると
言う問題がある。

【００２５】また、室内の無線通信環境では、送信波が
壁等で反射するため、同一の信号が複数の経路から重複
して受信装置側に到着する。電波の経路は、例えば扉の
開閉、ブラインドやカーテンの揺らぎ、あるいは人の移
動等の影響を受け、これによって互いに重なり合う電波
の位相関係が変化し、互いに強めあったり打ち消しあっ
て振幅変動を生ずることが知られている。この場合の変
動周波数（ドップラー周波数）は数１０Ｈｚ程度となる
が、通信フレームの周波数も一般には数１０Ｈｚ程度で
ある。従って、各従装置が主装置からの受信電力に基づ
いて送信電力を制御しようとしても、推定時間と送信時
間差が変動周期程度であることから、実際の送信電力を
正確に推定することは困難である。

【００２６】前述した無線ネットワークにおける受信電
力の違いに起因するアクセス制御の不公平の問題は、有
線ネットワーク環境におけるアロハ、スロッテッドアロ
ハ、ＣＳＭＡあるいはＣＳＭＡ／ＣＤ等での衝突前提の
アクセス制御方式と比較すると、必ずしも不公平とは言
い難い。すなわち、有線ネットワーク環境では、アクセ
ス要求が衝突した場合は各端末は必ず通信に失敗してい
たから、無線ネットワーク環境でも、他の端末とアクセ
ス要求が衝突した時に仮に通信に失敗したとしても、有
線ネットワークの場合と同じである。むしろ、主装置に
近い位置にある端末装置が他の端末との競合に勝ち残る
機会がある分だけ、通信の効率が改善されていると考え
られる。通信機会の不公平の本質は、競合時に勝ち残る
端末が存在すると言う点にあるのではなく、勝ち残る端
末装置が主装置に最も近い位置にある従装置に特定され
ていると言う点にある。

【００２７】従来技術３として示した電力制御は、不公
平なアクセスに対処できるとしても、これを無線ネット
ワークに応用して従装置の送信電力を正確に制御するこ
とは事実上困難であり、また、送信電力を制御できたと
しても、結果的には上述した勝ち残りの機会を奪って通
信効率を低下させることになるため、必ずしも最適な方
式とは言えない。

【００２８】尚、複数の通信装置で送信権を争奪し、送
信権を得た装置のみがデータ転送を行うようにしたロー
カルなネットワークにおいては、通信装置毎に送信優先
権を付与できるようにした制御方式が知られている。例
えば、ＩＥＥＥ８０２標準のトークンリングでは、各パ
ケット中に優先ビットを設けている。また、ＣＳＭＡ／
ＣＤにおいても、例えば、電子通信学会部全大講演論文
集（１９８１）１−２７６や、情報処理学会誌Ｖｏｌ．
２３，Ｎｏ．１２、１９８２、ｐ１１４０において、プ
ライオリティ付きＣＳＭＡ／ＣＤが紹介されている。

【００２９】しかしながら、これらの優先制御は、何れ
もＭＡＣ層レベルで複雑な制御を必要としており、ＣＳ
ＭＡやスロッテッドアロハ等のように、複数のアクセス
要求が衝突することを前提とし、各端末には衝突検出能
力が備っていないネットワークのアクセス制御方式には
適用できない。

【００３０】本発明の第１の目的は、従装置からのデー
タ送信チャネルへのアクセス要求を主装置で制御できる
通信効率の改善された通信方式を提供することにある。

【００３１】本発明の第２の目的は、特に無線ＬＡＮに
おいて効率よく通信できる改善された端末装置を提供す
ることにある。

【００３２】本発明の第３の目的は、主装置と複数の従
装置とからなる通信システムにおいて各従装置が通信チ
ャネルへのアクセス権を容易に獲得できるようにしたア
クセス制御方式を提供することにある。

【００３３】本発明の第４の目的は、主装置と複数の従
装置からなり、送信情報の再送動作、あるいは同報通信
情報の受信応答を効率よく行なえるようにした通信方式
を提供することにある。

【００３４】本発明の第５の目的は、各端末装置で主装
置との距離に依存した動的な送信電力制御を行うことな
く、公平にアクセス権を付与できるようにしたアクセス
制御方式を提供することにある。

【００３５】本発明の第６の目的は、ＭＡＣ層レベルの
処理を必要としない、無線ネットワークシステムに適し
た優先制御方式を提供することにある。

【００３６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の通信方式では、アクセス権を制御する主装
置と複数の従装置とからなり、これらの従装置間および
従装置と主装置間の通信が、少なくとも同期信号領域と
リクエスト領域と情報転送領域とからなる通信フレーム
を用いて行なわれる通信システムにおいて、メッセージ
を送信しようとする各従装置が、上記通信フレームのリ
クエスト領域においてアクセス要求を発行し、上記主装
置から同一通信フレームの所定の領域でアクセス許可を
得、同一通信フレームの情報転送領域を利用して直ちに
データ送信できるようにしたことを特徴とする。尚、１
つの通信フレームにおいて、上記リクエスト領域は複数
の要求スロットからなり、情報転送領域は複数のフラグ
メント領域からなる。

【００３７】本発明によれば、送信すべきメッセージを
持つ各従装置は、例えば、各通信メッセージの同期信号
領域で主装置が送出する所定の信号パターンを受信し、
これを基準にして識別されるリクエスト領域内の任意の
要求スロットで、データ送信元となる自装置の識別子を
含むデータ送信要求（アクセス要求）を送出する。リク
エスト領域に各要求スロットで従装置が送出したアクセ
ス要求信号は、主装置によって受信される。

【００３８】主装置は、従装置からのアクセス要求を一
時的に記憶しておき、上記通信メッセージ中の上記リク
エスト領域の後に定義された情報転送領域において各従
装置宛にアクセス許可情報を送出する。リクエスト領域
に含まれるフラグメント領域は、それぞれアクセス許可
情報を設定するための第１部分と、これに続く送信情報
を設定するための第２部分とからなり、主装置は、上記
第１部分に当該フラグメント領域の使用が許可された従
装置の識別子を設定する形式で、上述した従装置宛のア
クセス許可情報を発行する。

【００３９】アクセス要求を送出した各従装置は、リク
エスト領域に含まれる各フラグメント領域の第１部分を
監視し、ここに自己の識別子を検出した場合、当該フラ
グメント領域のアクセス許可が得られたものと判断し
て、上記第１部分に続く第２部分に、メッセージの宛先
装置の識別子を含むヘッダ情報と送信情報（データブロ
ック）とからなるパケット情報（フラグメント）を送出
する。

【００４０】各従装置から送信すべきメッセージは、一
般に、１つのフラグメント領域で送信可能なデータブロ
ックサイズよりも長いため、１つのメッセージの送信に
複数のフラグメント領域を獲得する必要がある。そこ
で、本発明の１つの実施形態によれば、各従装置が、上
記リクエスト領域に送出するアクセス要求信号におい
て、その時点でのメッセージ送信に必要なフラグメント
の個数を指定し、主装置が、通信フレームのリクエスト
領域で要求された複数の従装置からのアクセス要求（フ
ラグメント個数）をスケジューリングして、前記アクセ
ス許可を与える。

【００４１】この結果、状況が許す場合は、１つの従装
置に対して、同一の通信フレーム中で連続する複数のフ
ラグメント領域についてアクセス許可が与えられ、アク
セスを許可された従装置は、送信メッセージの複数のデ
ータブロックを同一通信フレーム中の複数のフラグメン
ト領域を利用して送信できる。

【００４２】尚、１つの通信フレームのアクセス領域で
従装置から要求されたフラグメント領域の総数が、各通
信フレームに用意されているフラグメント領域の個数よ
り大きい場合は、主装置は、アクセス要求をした通信フ
レームから次の通信フレームに連続する形で、従装置に
フラグメント領域のアクセス許可を与える。フラグメン
ト領域を有効に利用するために、１つの通信フレームで
従装置が出したアクセス要求を全て受け付けておき、こ
の要求に対する許可をその後に生成された通信フレーム
において与えるようにしてもよい。

【００４３】本発明の１つの特徴は、各従装置がフラグ
メント領域に送出した送信情報を主装置が再送のために
一時的に記憶しておくことにある。これらの送信情報
は、宛先従装置が送信情報の受信に失敗した場合に、主
装置によってフラグメント領域に送出され、宛先装置に
受信される。

【００４４】宛先従装置が送信情報を正しく受信できた
か否かの判定は、例えば、通信フレームの各フラグメン
ト領域毎に、送信情報領域（第２部分）に続く形で応答
領域を定義しておき、宛先従装置が、上記応答領域に送
信情報の受信に成功したか否かを示す情報を設定し、こ
れを主装置が監視するようすればよい。

【００４５】上記フレーム構造によれば、或るフラグメ
ント領域の第１部分で主装置がアクセス許可を出し、こ
れを検知した送信元従装置が第２部分に送信情報を送出
し、それに続く応答領域で宛先従装置が応答動作を行
い、もし受信不良を示すＮＡＫ応答があった場合は、次
のフラグメント領域で、主装置が送信元従装置に代って
上記受信不良のあった送信情報を再送動作することがで
きる。このように、主装置が送信元従装置に代って上記
受信不良のあった送信情報を再送動作するようにする
と、例えば無線ＬＡＮにおいて、障害物によって送信元
従装置からの電波が宛先従装置に届かないような状況
（隠れ端末の状態）にあったとしても、主装置からの電
波は宛先従装置で正常受信される場合が多いため、宛先
従装置が再送情報に対して正常受信応答する確率を高く
することが可能となる。

【００４６】本発明の他の特徴は、通信フレームの情報
転送領域のフォーマットにある。１つの実施例によれ
ば、通信フレームは、上述した各フラグメント領域にお
いて、送信情報（以下、単にフラグメントと言った場合
はこの送信情報を指す）のヘッダ部分に新規情報か再送
情報かを示す識別情報フィールドを有し、各フラグメン
ト領域の最後尾の部分に誤り検出符号フィールドを有
し、各フラグメント領域の直後に、上述した宛先装置か
らの応答情報を設定するための応答領域を有する構成と
なっている。

【００４７】上記通信フレームフォーマットによれば、
宛先従装置が受信フラグメントに訂正不能なデータ誤り
があることを検出した場合、上記受信フラグメント領域
と対をなす応答領域でＮＡＫ応答を行うことによって、
当該フラグメントの再送要求を速やかに行うことができ
る。また、同一の送信情報を複数の従装置に対して同報
通信の形式で送信する場合に、例えば、受信側装置から
の応答は受信不良を示すＮＡＫ応答に限定しておき、１
つの応答領域で複数の装置からのＮＡＫ応答が衝突した
場合でも、これを検知した主装置が、同報通信が失敗し
たものと判断して同報情報の再送を行なうようにするこ
とができる。

【００４８】本発明の好ましい実施例では、送信元装置
は、各フラグメント領域に設定する送信情報（フラグメ
ント）を比較的短い複数の訂正ブロックに分割し、各訂
正ブロックを単位として訂正符号を生成する。伝送品質
が極端に劣る環境においては、１つのフラグメント領域
内の全ての訂正ブロックを完全に誤り訂正することがで
きず、再送要求が頻発する場合が生ずるが、このように
伝送品質の劣った状況下における再送要求の回数を減ら
すための工夫としては、例えば、送信側装置となる従装
置あるいは主装置が、１つのフラグメント領域内の複数
の訂正ブロック、あるいは全ての訂正ブロックに同一の
送信情報を設定できる送信モード（「ブロック繰り返し
転送モード」）を用意しておき、宛先側装置が、上記複
数の訂正ブロックのうち何れかのブロックを正常にデー
タ受信できた場合、他に誤り訂正不能なブロックがあっ
ても、ＮＡＫ応答は出さないようにすればよい。この場
合、フラグメントの転送モードは、例えば、各フラグメ
ント領域のヘッダ部に設けたモードフィールドに識別情
報を設定することによって受信側装置に知らせる。

【００４９】本発明の更に他の特徴は、リクエスト領域
内の１つの要求スロットで複数のアクセス要求が衝突
（競合）した場合、これを検出した主装置が、例えば、
次に生成された通信フレームのリクエスト領域に、前の
通信フレームでアクセス要求に失敗した装置以外の他の
装置からのアクセス要求を一時的に禁止することを示す
制御情報を設定できるようにしたことにある。上記アク
セス要求の一時的禁止は、好ましくは、競合状態となっ
た要求スロットの数が所定の閾値を超えた時点で行な
い、これが所定値以下になった場合に、リクエスト領域
に上記アクセス要求の禁止解除を示す制御情報を設定す
るようにする。

【００５０】本発明によるアクセス制御方式では、同一
要求スロットで複数のアクセス要求が競合した時、競合
に勝ち残る装置があることを前提として、同一の従装置
によるアクセス要求（送信権）が独占的にならないよう
に制御することを特徴とする。アクセス要求の制限は、
例えば、各従装置が所定期間（制限サイクル）内に行使
できるアクセス要求回数の最大値（ウィンド）を決めて
おき、同一サイクル内でアクセス要求回数が上記ウィン
ド値に達した従装置に対して、次のサイクルまでアクセ
ス要求を禁止する形で行う。アクセス要求に代えて、獲
得あるいは予約できるフラグメントの数を制限してもよ
い。

【００５１】本発明の実施例では、主装置が、端末間の
通信の状況に応じて、上記アクセス要求の制限サイクル
を動的に変化させるようにしている。例えば、主装置が
各通信フレームのリクエスト領域を監視し、制限サイク
ルが満了する前に従装置からのアクセス要求数がゼロ、
あるいは所定の閾値以下となったことを検出した場合、
新たなサイクルに切り替え、これによって、既にウィン
ド値に達して次のサイクル待ち状態になっていた従装置
に対して、待ち時間を短縮し、新たなアクセス要求の機
会を与える。

【００５２】制限サイクルが更新されたことを示す情報
は、主装置が各通信フレームの所定の領域、例えば同期
信号領域の１部に出力する。制限サイクルの更新待ち状
態にある従装置は、上記サイクル情報を監視し、制限サ
イクルが更新された時、ウィンド値を最大値に戻してア
クセス要求の回数管理を再開する。上記サイクル情報と
しては、例えば、サイクル毎に更新されるシーケンス番
号を適用する。これに代えて、サイクル更新直後の通信
フレームでフラグを立てるようにしてもよい。

【００５３】制限サイクルを動的に更新するための好ま
しい実施例では、リクエスト領域とは別に各通信フレー
ムに従装置への問い合わせ領域を定義しておき、該領域
で従装置に次通信フレームにおけるアクセス要求の要否
（予定）を問い合わせ、もし、次通信フレームに予定さ
れるアクセス要求の数がゼロ、または所定の閾値以下と
なっていた場合、次の通信フレームで制限サイクルの更
新を行うようにしたことを特徴としている。このように
すると、リクエスト領域で実際に生じたアクセス要求の
有無をチェックする場合に比較して、制限サイクル更新
の要否を１フレーム分早い時点で判断できるため、制限
サイクル更新待ち状態にある従装置に対して、アクセス
要求の制限解除を早めることができる。

【００５４】無線ネットワークシステムにおける優先制
御を達成するためには、アクセス要求が競合した時、優
先順位の高い装置がこれより優先度の低い他の従装置に
勝ち残れるように制御すればよい。すなわち、優先順位
と主装置における受信電力強度が比例するように、従装
置の送信電力を制御すればよい。そこで、本発明の変形
例では、通常の送信電力による第１通信モードと、優先
度の高い従装置が使用する上記第１通信モードより強力
な送信電力による第２通信モードとを用意し、競合時に
第２通信モードによるアクセス要求が勝ち残れるように
する。尚、各装置は、これら２種の通信モードの何れか
を固定的に備えた構成としてもよいし、２種類の通信モ
ードを備えておき、送信時に何れか一方を選択的に利用
できる構成にしてもよい。

【００５５】

【作用】本発明の通信方式およびアクセス制御方式によ
れば、従装置がアクセス要求を出す各通信フレームのリ
クエスト領域後方に情報転送領域となるフラグメント領
域を定義しておき、主装置が各フラグメント領域の第１
部分で従装置へのアクセス権付与を行ない、アクセス権
を得た従装置が当該フラグメント領域の第２部分で情報
ブロックを送信するようにしているため、各従装置が短
い待ち時間で迅速にメッセージを出力処理できる。

【００５６】本発明を無線ＬＡＮに適用すると、送信側
の従装置がフラグメント領域に出力した伝送情報は、主
装置と電波伝搬範囲にある他の従装置で受信されるた
め、もし、宛先従装置が送信電波を直接受信できる範囲
に位置している場合は、伝送情報を主装置経由で他の従
装置に通信する方式に比較して、高い転送性能が得られ
る。

【００５７】送信側従装置と宛先従装置が同一の通信空
間にあっても、途中に存在する障害物によって、宛先従
装置が一時的に隠れ端末状態に陥る場合があるが、本発
明によれば、主装置が、各フラグメント領域で受信した
送信情報を一時的に記憶しておき、もし、当該フラグメ
ント領域の第３部分に定義された応答領域で宛先従装置
から再送要求があった場合（あるいは正常受信応答がな
かった場合）、主装置が該当送信情報を次のフラグメン
ト領域を利用して再送することによって、送信元従装置
へのアクセス権再付与や帯域再割当動作を行うことな
く、再送動作を完了できる。この場合、主装置と宛先従
装置との間の通信では、従装置間通信不良の原因となっ
た障害物の影響は少ないため、通信不良再発の可能性は
少ない。

【００５８】また、既送信情報の再送動作は、受信不良
となったフラグメント領域の次のフラグメント領域で行
われるため、受信側装置は、再送要求直後のフラグメン
トを受信処理すべきものとして待機すればよい。この方
式は、ストップアンドウエイト（Ｓｔｏｐａｎｄ
Ｗａｉｔ）再送方式と同様、各従装置の所要バッファ
量が少なくて済み、制御も簡単になる。なお、伝送速度
が例えば数１０Ｍｂｐｓ程度で、各主装置が管轄するエ
リアの通信半径が数１０ｍ程度のネットワークにおいて
は、上述したように受信側装置からの応答を待って次の
情報ブロックの転送を行うようにしたことによるスルー
プットの低下は殆ど無い。

【００５９】本発明の通信方式を同報通信に適用した場
合、１つの応答領域で複数装置からの再送要求が衝突し
たときは当該フラグメントの同報通信が失敗したものと
判断し、主装置から該当送信情報を再送動作すれば良
く、同報情報の応答用に複数装置分の広い応答領域を用
意しておく必要はない。

【００６０】また、本発明の通信方式およびアクセス制
御方式によれば、アクセス要求が競合した場合に勝ち残
れる装置の発生を許容することによって、結果的にスル
ープットを向上させ、従来方式で主装置との位置関係に
応じた行われていた各従装置の送信電力制御を不要にで
きる。この場合、所定の制限サイクル期間単位で各従装
置毎のアクセス要求回数に制約を設ける方式を採用する
ことにより、各サイクル内で一時的には主装置との位置
関係に依存する不公平が発生するものの、長期的には不
公平のないスループットの良い通信環境を提供できる。
また、本発明で提案した各通信フレームにおいて、リク
エスト領域とは別に次フレームでのアクセス要求の有無
（送信権予約）を問い合わせる領域を設けた場合、主装
置が上記問い合わせ領域における送信権予約の状況を監
視することによって、上記したアクセス要求回数に制約
による従装置の待ち時間を短縮して、制限サイクルを動
的に変更する制御が可能となる。

【００６１】本発明の変形として、上述したアクセス要
求競合時の勝ち残り装置の発生を意図的に利用するため
に、従装置が電力値の異なる第１、第２の送信モードを
有し、通常の装置は第１の送信モード、これより高い優
先度を持つ装置が第２の送信モードで通信させた場合、
アクセス要求が競合した時でも優先度の高い装置からの
アクセス要求が受入れられるようにすることができる。
この場合でも、上述した制限サイクル内でのアクセス要
求回数に制約を設けておくことによって、装置間の不公
平は排除でき、また、競合によるアクセス要求の失敗を
無くしたことによってスループットの改善が図れる。

【００６２】

【実施例】図１は、本発明による通信システムの全体構
成の１例を示す。尚、本実施例では無線ＬＡＮへの適用
例を示すが、本発明による通信方式は、伝送路の１部が
有線か無線かに依存するものではなく、例えば、従装置
となる無線端末２（２ａ〜２ｄ）の代わりに、複数の端
末を有線の通信路を介して基幹伝送路１に接続した構成
をもつバス形ネットワークシステムにも適用できる。

【００６３】図１のネットワークにおいて、主装置であ
る基地局３ａ、３ｂは、同軸線１ａ、１ｂによって、基
幹伝送路１に接続されている。４ａ、４ｂはそれぞれ基
地局３ａ、３ｂの管轄領域（セル）を示し、セル４ａ内
の基地局３ａと従装置である無線端末２ａ、２ｂ、およ
びセル４ｂ内の基地局３ｂと無線端末２ｃ、２ｄは、そ
れぞれセル毎に固有の周波数を用いてセル内通信を行
う。同一セル内に位置する従装置間、例えば無線端末２
ａと２ｂの間の通信は、基本的には破線５で示した直接
的な情報転送経路によって行われる。また、異なるセル
に属した従装置間、例えば無線端末２ａと２ｃとの間の
通信（セル間通信）は、各セル内の基地局３ａ、３ｂと
基幹伝送路１を経由した経路６を介して行われる。

【００６４】図２は、上記通信システムにおいて、無線
区間の通信に用いられる通信フレーム３０の構成の１例
を示す。この通信フレーム３０は、基地局が情報を送出
する同期信号領域Ｒ１およびリクエスト応答情報領域Ｒ
２と、各端末がアクセス要求を送出するリクエスト領域
Ｒ３と、後述する基地局からのアクセス許可情報、送信
元端末からの送信情報および宛先端末からの受信応答情
報が送出される情報転送領域Ｒ４とからなり、各通信フ
レームの送出タイミングは基地局が決定する。

【００６５】同期信号領域Ｒ１は、基地局からの伝搬距
離の相違に基づく端末間のタイミングずれを吸収するた
めの保護期間（ＧＴ）３２と、最大のクロックタイミン
グ情報を持つ“１，０，１，０，１…”の固定パタンが
設定されるプリアンブル（Ｐ）３３と、後続するリクエ
スト応答情報領域Ｒ２の先頭位置を識別するための固定
パタンが設定されるユニークワード（ＵＷ）３４とから
なる。

【００６６】リクエスト領域Ｒ３は、リクエストモード
（ＲＭ）フィールド３６と、複数のリクエストスロット
（ＲＳ）３７とからなる。ＲＭフィールド３６は、ＲＳ
３７でアクセス要求可能な端末の条件を示すが、その詳
細については図１１で説明する。

【００６７】各リクエストスロット（ＲＳ）３７ｉは、
図に示すように、前述のＧＴ３２と同様の、端末位置に
よるタイミングずれを吸収するための保護領域（ＧＴ）
４０と、送信元端末と基地局との同期を取るためのプリ
アンブル部４１と、後述するフラグメント領域のアクセ
ス要求を設定するためのリクエスト情報（ＲＩ）設定フ
ィールド４３と、該ＲＩフィールドの先頭を識別するた
めのユニークワード（ＵＷ）４２とから構成されてい
る。

【００６８】また、各ＲＩフィールド４３は、モジュロ
８の要求番号が設定される要求番号（ＳＮ）フィールド
４３ａと、アクセス要求を出した装置のアドレスを設定
するための要求元アドレスフィールド（ＡＤ）４３ｂ
と、上記要求元装置で１つのメッセージ（上位フレー
ム）を送信するのに必要とするフラグメントの個数を設
定するためのフィールド（ＮＦ）４３ｃと、ＳＮフィー
ルド４６ａからＮＦフィールド４６ｃまでに設定された
リクエスト情報に対する誤り検出符号を設定するための
フィールド（ＣＣ）４３ｄとから構成されている。

【００６９】リクエスト応答情報領域Ｒ２は、この通信
フレームの前の通信フレームにおいて端末から要求され
たアクセス権付与要求に対して、基地局がＡＣＫパタ
ン、ＮＡＫパタン、方式によっては後述する拒絶（ＲＪ
Ｔ）パタン、等の応答情報を設定するためのものであ
り、前の通信フレームにおける各リクエストスロット
（ＲＳ）３７に対応させて応答できるように、複数の応
答スロット（ＡＩ）３５ａ〜３５ｍからなっている。リ
クエスト領域Ｒ３内の各ＲＳと応答領域Ｒ２内の各ＡＩ
は、それぞれの占める位置によって１対１に対応させて
ある。

【００７０】情報転送領域Ｒ４は、複数のフラグメント
スロット（ＦＳ）３８ａ〜３８ｎと、これらのフラグメ
ントスロットと対をなす複数の応答スロット３９ａ〜３
９ｎからなっている。

【００７１】これらのフレーム構成要素のうち、フレー
ム先頭に位置した保護時間（ＧＴ）３２からリクエスト
モード（ＲＭ）４４までの内容は、基地局が設定する。
また、後述する各フラグメントスロット（ＦＳ）３８内
の、保護時間（ＧＴ）４４から宛先アドレス（ＳＡ）４
９までの内容も、基地局によって設定される。

【００７２】セル内の各無線端末２は、基地局は送出し
た各通信フレームの先頭部分に位置するプリアンブル
（Ｐ）３３のパタンから、フェーズ・ロックド・ループ
（ＰＬＬ）を用いて基地局の基準クロックを抽出し、自
端末クロックと基地局クロックとの同期をとる。また、
各端末は、検出されたＵＷ３４を起点にしてクロックを
カウントし、それに続くフレーム内の各領域、ならびに
スロットの境界を識別する。フラグメントスロット（Ｆ
Ｓ）３８と、応答スロット３９の詳細については後述す
る。

【００７３】図３は、本発明の通信システムにおいて、
同一セル内に位置する２つの従装置が通信（セル内通
信）する場合の通信手順を示す。ここでは、アクセス要
求を出した無線端末２ａ（送信元端末）が、無線端末２
ｂを宛先端末（送信先端末）として、データを送信をす
る場合を示している。

【００７４】送信元端末２ａは、通信フレームのリクエ
スト領域Ｒ３の期間内に、メッセージを送信するための
フラグメントスロット・アクセス権を要求して、何れか
のリクエストスロット３７ｉにアクセス・リクエスト情
報を設定する（リクエスト送信ステップ１０）。上記リ
クエスト情報には、要求元装置のアドレス（ＡＤ）４３
ｂと、メッセージ（上位フレーム）の送信に要するフラ
グメントの個数（ＮＦ）４３ｃとが含まれる。

【００７５】基地局３ａは、各リクエストスロットのＳ
Ｎ４３ａを端末毎に管理することによって、要求元端末
が後述するリクエスト応答情報ＡＩの受信に失敗した場
合に発生するアクセス要求の二重登録を排除しながら、
リクエスト領域Ｒ３内の各リクエストスロットの受信情
報を一時的に記憶処理（登録処理）し、その後に現われ
る情報転送領域Ｒ４において、各フラグメントスロット
３８のヘッダ部分に定義された送信元端末アドレスフィ
ールド４８に、アクセス許可情報として当該フラグメン
トを利用できる端末装置のアドレスを出力する（割当ス
ロットの通知ステップ１０）。

【００７６】送信元端末２ａは、各フラグメントスロッ
トの送信元アドレスフィールドで受信されるアドレスを
チェックする。もし、そこに自端末のアドレスを検出し
た場合は、後述する基地局再送処理の場合を除いて、当
該フラグメントスロットへのアクセスを許可されている
ものと判断し、そのフラグメントスロットのヘッダ部に
定義されている宛先アドレス（ＤＡ）フィールド５２に
送信先端末２ｂのアドレスを出力し、それに続く固定長
の転送情報（Ｉ）フィールド５４に送信データを出力す
る（データ転送ステップ１２）。上記転送データは、宛
先アドレス５２が示す送信先端末２ｂと、基地局３ａで
受信処理される。

【００７７】宛先端末装置２ｂは、自分宛のデータが設
定されたフラグメントスロット（ＦＳ）３８ｉに続いて
現われる応答スロット（ＡＳ）３９ｉに、データ受信の
成否を示す応答情報を出力する（応答ステップ１３）。
この応答が、受信成功（ＡＣＫ）を示す場合は、当該フ
ラグメントの転送手順は正常終了し、基地局は、次のフ
ラグメントスロット３８ｉ＋１について、上述したと同
様の手順で、端末にフラグメントスロットを割当てるた
めの通知ステップ１１を繰り返す。一方、上記応答１３
が送信先端末２ｂでのデータ受信の失敗（ＮＡＫ）を示
す場合は、次のようにしてデータ再送が行なわれる。

【００７８】もし、送信先端末２ｂで受信に失敗したデ
ータを、基地局では正常に受信できていた場合は、送信
元端末に代わって、基地局がデータの再送動作を行う
（基地局再送ステップ１４）。このデータ再送動作は、
基地局から次のフラグメントスロット３８ｉ＋１に、既
に前のフラグメントスロット３８ｉで受信済のヘッダ情
報と送信データを出力することによって実現される。

【００７９】もし、上記送信先端末２ｂで受信に失敗し
たフラグメントスロット３８ｉのデータについて、基地
局も受信に失敗していた場合は、基地局は、次のフラグ
メントスロット３８ｉ＋１を送信元端末に割り当てる。
この場合、フラグメントスロット３８ｉ＋１のヘッダの
１部（ＮＤフィールド：４６）に、送信元からデータ再
送すべきことを指示する制御情報を設定しておく（再送
スロットステップ１５）。送信元端末２ｂは、送信元フ
ィールド（ＳＡ）４８に自分のアドレスを含むフラグメ
ントスロット３８ｉ＋１を受信した時、もしヘッダー部
のＮＤフィールド４６が送信元からの再送を指示してい
た場合は、前回送信したデータブロックを再送動作し
（送信元再送ステップ１６）、もし上記ＮＤフィールド
が基地局で再送動作する制御情報を含んでいた場合は、
何もせずに次のフラグメントスロットが来るのを待つ。

【００８０】上述した基地局再送ステップ１４、あるい
は送信元再送ステップ１６は、送信先端末で受信が成功
するか、その通信システムで予め設定された規定の再送
回数に達するまで繰り返される。

【００８１】図４は、送信先端末と基地局との受信応答
動作の一覧を示す。送信先端末が受信に成功した場合
は、基地局での受信の成否１４’、１６’に関係なく、
当該フラグメントの転送が完了する。ここで、送信先端
末の受信成功とは、端末間の個別通信時においては応答
スロット３９ｉがＡＣＫ応答、同報通信時においては無
応答の場合を指す。一方、送信先端末が受信に失敗した
場合は、もし基地局が受信に成功していれば「基地局再
送」１４、基地局も受信に失敗していれば、「送信元再
送」１６となる。ここで、「送信先端末の受信失敗」
は、応答スロット３９ｉが「ＮＡＫ応答」、「応答誤
り」、あるいは個別通信において「無応答」となってい
る場合を指す。但し、個別通信と同報通信の応答手順を
統一するために、無応答を受信成功と定義してもよい。

【００８２】図５は、送信元となった端末が送出しよう
とする送信メッセージ（上位フレーム）２０と、１つの
フラグメントスロット３８ｉにおいて出力される送信情
報（以下、これを「フラグメント」と言う）との関係を
示す。上位フレーム２０は、固定長の複数のデータブロ
ック２０（２０ａ、２０ｂ、…）に分割され、分割され
た各データブロック２０とその前に付加されたヘッダ２
１（２１ａ、２１ｂ、…）とで１つのフラグメント２３
が構成される。無線接続されるＬＡＮ端末において、一
般的には、上記上位フレーム２０は、ＬＬＣ層とＭＡＣ
層間のインタフェースで規定されたＬＬＣフレームであ
り、同期端末の無線接続においては、上記各フラグメン
トが、例えば１２５μｓｅｃ周期の同期フレームとな
る。

【００８３】本発明の通信システムにおいて採用しうる
フラグメントスロットのリクエスト方式としては、例え
ば次のような方式がある。第１の方式は、各端末が、リ
クエスト領域Ｒ３中の複数のスロット（ＲＳ）３７ａ〜
３７ｍの中から、フレーム毎にランダムに１つのスロッ
ト３７ｊを選択し、このスロット３７ｊにリクエスト情
報を出力し、もし他の装置からのリクエストと衝突した
場合は、次の通信フレームのリクエスト領域で再度要求
を出すようにする方式である。

【００８４】第２の方式は、各端末が、新たな送信要求
の発生の都度、自端末のアドレスで決まる特定のスロッ
トに対してリクエスト情報を出力し、もし他の装置のリ
クエストと衝突した場合は、その後の通信フレームのリ
クエスト領域で行なう第２回目以降のリクエスト要求
を、上記第１の方式と同様、スロットをランダムに選択
して行なうようにしたものである。この方式は、端末ア
ドレスに基づいて優先制御ができると言う利点がある反
面、第１の方式に比べて制御が多少複雑になる。

【００８５】第３の方式は、リクエスト要求を出力した
スロットで他装置のリクエスト要求と衝突した場合、ラ
ンダムに決定される待ち時間が経過した時点で、再度、
リクエスト要求を出すようにした方式である。この方式
は、第１、第２の方式に比べて、高負荷状態でのスルー
プットの低下が少ないと言う利点がある。その反面、低
負荷状態では無用なアクセス待ち時間が発生するという
欠点がある。

【００８６】同一のリクエストスロットＲＳ３７に対し
て複数の端末が同時にリクエスト要求を出すと、要求信
号の衝突によりＲＳ内のデータに符号誤りが発生し、結
果的にリクエスト要求に失敗する端末が生ずる。しかし
ながら、実際の応用においては、各端末の送信電力が一
定の場合、基地局近くの端末が出した要求信号は高い受
信電力で、逆に、遠くに位置した端末からの要求信号は
弱い受信電力で基地局に受信される。このため、リクエ
ストスロット上で要求信号が競合した時、基地局に近い
端末からの要求が、符号誤りを生ずることなく正しく受
信される場合がある。この場合、基地局が、次フレーム
のリクエスト応答領域Ｒ２において、上記競合のあった
リクエストスロットと対応する応答スロットにＡＣＫ応
答を返す。

【００８７】リクエスト要求を出した各端末は、各通信
フレームのフラグメントスロットのＳＡフィールドとＤ
Ａフィールドの他に、上記応答スロットに注目してお
り、もし、次通信フレームで前回自分が要求を出したリ
クエストスロットと対応する応答スロットにＡＣＫが設
定してあれば、前回自分が行ったアクセス要求が受理さ
れたものと判断し、新たなアクセス要求を出すことな
く、フラグメントスロットのＳＡフィールドに自分のア
ドレスが現われるのを待つ。従って、上記したようにア
クセス要求が競合した時、何れかの端末のアクセス要求
が勝ち残ると、競合に敗れた端末がＡＣＫ応答に対して
誤った動作を行なう可能性がある。

【００８８】このような不都合を回避するためには、例
えば、第１の方式として、リクエスト応答領域Ｒ２に設
定するＡＣＫ情報として、受理されたアクセス要求の発
行元を示す端末アドレスを上記リクエスト応答領域に送
出する方式、第２の方式として、基地局での受信電力が
一定になるように各端末の送信電力を制御する方式があ
る。送信電力の制御は、例えば、基地局からの受信電力
に応じて、各端末が送信電力を変えることによって実現
できる。上記２つの方式を比較すると、第１の方式は電
力制御を必要としないと言う利点があるが、基地局との
位置関係によってアクセス要求の受付率がことなるた
め、送信権の付与に不公平が生じ、これを解消するため
の何らかの対策が必要となる。

【００８９】図２に戻って、フラグメントスロット３８
の構成について説明を加える。フラグメントスロット
（ＦＳ）３８の先頭に位置する保護時間（ＧＴ）４４
は、各端末装置における送受信の切替、および同期信号
の引込みのために設けられている。各端末装置は、ユニ
ークワード（ＵＷ）４５の受信時点を基準にして、それ
に続く新規情報表示（ＮＤ）フィールド４６の位置を識
別する。ＮＤ４６は、当該フラグメントスロットが、端
末からの新規データの転送（図３のステップ１２）に使
用されるもの（「新規フラグメント」）か、基地局再送
１４に使用されるものか、あるいは送信元再送１６に使
用されるものかの区分を示すためのものである。

【００９０】４７は、端末装置が要求したフラグメント
個数のうち、そのフラグメントスロットが何番目のフラ
グメントのためのものかを示すフラグメント番号（Ｆ
Ｎ）フィールドである。４８は送信元アドレス（ＳＡ）
フィールドであり、当該フラグメントスロットにアクセ
ス権を持つ端末を指定すると同時に、当該フラグメント
スロットを固定長パケットとみなしたとき、そのパケッ
トの送信元となる端末アドレスを示す。従って、上記Ｓ
Ａフィールド４８が自アドレスとなっていることを検出
した端末装置は、もし上記ＮＤ４６が新規フラグメント
用となっていた場合、該ＳＡフィールド４８に続くフィ
ールド４９以降の領域に対して、ヘッダ情報とデータの
送出手順を開始する。

【００９１】ＧＴ４９は、前述のＧＴ４３と同様、基地
局側では送信状態から受信状態に、アドレスＳＡを持つ
送信元端末では受信状態から送信状態に、それぞれの動
作切替えに要する時間を確保するための保護領域であ
る。送信元となる端末は、ＧＴ４９に続けて、プリアン
ブル部（Ｐ）５０とユニークワード（ＵＷ）５１を送信
し、次に送信情報の宛先端末のアドレス（ＤＡ）５２を
送信し、その後、データ長（ＤＬ）５３と、フラグメン
ト化された固定長のデータ（Ｉ）５４を送信する。（Ｄ
Ｌ）５３は、情報領域５４内の有効情報の長さを示す。
図５に示したデータ部２０は、上記情報領域５４に相当
し、ヘッダ部２１は上記４４〜５３の領域に相当する。

【００９２】図２では省略したが、上記ＤＡフィールド
５２から情報フィールド（Ｉ）５４までの領域は、図６
に示すように、例えば５０２バイト単位のサブ領域２５
ａ〜２５ｅに区切られ、各サブ領域毎に９ビットのハミ
ング符号を用いた誤り訂正符号２６ａ〜２６ｅを付与
し、合計５１１バイト長の５個の訂正ブロックからなっ
ている。訂正符号を含めたＤＡ５２からＩ５４までの領
域の誤り検出は、ＢＣＨ符号を用いた誤り検出（ＣＣ）
５５で検出する。なお、図２において、各フィールドの
上部に付された数字は、フィールドの具体的なバイト数
の１例を示す。

【００９３】宛先アドレスフィールド（ＤＡ）５２のア
ドレスと一致するアドレスをもつ端末装置（上記ＤＡ５
２が同報通信を示すコードとなっている場合は、受信対
象となる複数の端末装置）は、当該フラグメントの受信
の成否を示すコード（方式によっては受信に失敗した場
合のみ）を応答スロット（ＡＳ）３９に出力する。応答
スロット（ＡＳ）３９は、保護領域（ＧＴ）５６と、プ
リアンブル（Ｐ）５７と、ユニークワード（ＵＷ）５８
と、応答情報（ＡＩ）５９とからなり、５９に応答コー
ドが出力される。応答の方式については、図１２で詳述
する。

【００９４】図７は、基地局で行なわれるフレームタイ
ミング制御のための状態遷移図を示す。基地局の動作状
態には、図２のＧＴ３２からＵＷ３４を出力する「フレ
ーム同期状態」６１と、複数個（例えば４個）のリクエ
スト応答情報（ＡＩ）３５を処理する「リクエスト応答
状態」６２と、リクエストモード（ＲＭ）３６と複数
（４個）のリクエストスロット（ＲＳ）３７を処理する
「リクエスト収集状態」６３と、複数対（例えば４対）
のフラグメントスロット（ＦＳ）３８とその応答情報
（ＡＳ）３９を処理する「送信／再送制御状態」６４と
からなる。

【００９５】これらの状態間の遷移は、通信フレームの
各領域（Ｒ１〜Ｒ４）対応に設けられたタイマのタイム
アウトを契機として行なわれる。例えば、フレーム長を
約１２０００ビット、伝送速度を２Ｍｂｐｓとすると、
フレームタイマの最大値は約６ｍｓｅｃになる。

【００９６】図８に、基地局がリクエスト応答状態６２
またはリクエスト収集状態６３にある場合の、端末にお
けるリクエスト状態遷移図を示す。各端末は、通常は
「アイドル（Ｒ）状態」６５にあり、メッセージ送信要
求が発生すると「スロットリクエスト状態」６７に遷移
し（６６）、リクエストスロットを用いて基地局にアク
セス権の付与を要求する。アクセス要求の送信が完了す
ると、その要求が基地局で受け付けられたか否かの「判
定待ち状態」７０に遷移する（６８）。アクセス要求し
たフレームと同一のフレーム中の何れかのフラグメント
スロットが割り当てられるか、あるいは次のフレーム中
の上記リクエストスロットと対応するリクエスト応答情
報スロット（ＡＩ）でＡＣＫ応答があった場合は、リク
エストが成功したと判断し、「アイドル（Ｒ）状態」６
５に遷移する（７１）。ＮＡＫ応答の場合は、「スロッ
トリクエスト状態」６７に遷移し（６９）、再度アクセ
ス要求を行う。

【００９７】図９は、基地局が送信／再送制御状態６４
にある場合の端末における状態遷移図を示す。通常は
「アイドル（Ｉ）状態」７２にあるが、図８のリクエス
ト状態遷移で、判定待ち状態７０にあるか、あるいは要
求が成功済の場合７３は、「送信待ち状態」７４に遷移
する。「アイドル（Ｉ）状態」７２、あるいは「送信待
ち状態」７４では、他端末からの情報受信（７５）の可
能性がある。この場合は、相応の応答処理を行って元の
状態に戻る。「送信待ち状態」７４で、基地局から割り
当てられたフラグメントスロットを受信（７７）する
と、「送信状態」７６に遷移する。当該スロットを用い
たフラグメント送信に失敗すると、再送７８を繰り返
し、成功済のフラグメント送信が完了（８０）すると、
アイドル（Ｉ）７２に戻る。もし判定待ち、あるいは成
功済のフラグメント送信が未完（７９）の場合は、「送
信状態」７６から「送信待ち状態」７４に遷移し、新た
なフラグメントスロットの割当を待つ。

【００９８】図１０は、基地局が行うリクエスト収集、
ならびにリクエスト応答状態におけるアクセス権付与要
求の受付判定処理手順を示す。

【００９９】基地局は、通信フレーム３０のリクエスト
領域Ｒ３の受信期間になったか否かを判定し（ステップ
１００）、リクエスト領域に入ると、端末からのアクセ
ス要求（リクエスト情報）の有無を判定する（１０
２）。もし、リクエスト情報があれば、誤り検出符号
（ＣＣ）４３ｄを用いて、リクエストスロット（ＲＳ）
内のデータエラーチェックを行なう（１０４）。リクエ
スト情報が正しく受信できた場合は、既に要求を受け付
けて現在送信待ち状態となっているフラグメント総数を
参照し、もし上記新たなアクセス要求を許可した場合に
必要となる新たなフラグメント数（送信帯域）を保証で
きるか否かを判定する（１０６）。もし、帯域が確保で
きる場合には、ＡＣＫ応答を返送する（１１０）。

【０１００】リクエスト情報に訂正不能のビット誤りが
あった場合や、要求番号（ＳＮ）４３ａに異常を検出し
た場合、あるいは要求を受け付けると帯域が確保できな
い場合は、次通信フレームのリクエスト応答情報領域
（Ｒ２）３５でＮＡＫ応答するための準備処理を行なう
（１０８）。なお、番号跳びや受付済番号の二重要求
等、要求番号（ＳＮ）４３ａに異常があった場合はシス
テム異常とみなす。システム異常が発生した場合は、Ａ
ＣＫ／ＮＡＫパタンに代えて、リジェクト（ＲＪＴ）パ
タンを返送する（１２０）ようにしてもよい。ＲＪＴ応
答を発行した場合、基地局は、自局内にある上記異状端
末に関する制御を初期化する（１２２）。また、上記Ｒ
ＪＴ応答を受信した端末は、自端末内の制御を初期化す
る。

【０１０１】図１１は、基地局が行なうリクエスト領域
Ｒ３におけるアクセス制御手順を示す。この制御では、
図２に示したリクエストモード（ＲＭ）フィールド３６
を利用して、各端末装置に、新規アクセスの禁止（ステ
ップ１３４）、またはその解除（ステップ１３６）を通
知する。ここで言う「新規アクセスの禁止」は、リクエ
スト領域内の何れかのスロットでリクエストの衝突が検
出された場合（１３０）、この衝突に関わった端末以外
の端末に対して、次の通信フレームのリクエスト領域で
のアクセス要求の禁止を指示することを意味する。但
し、リクエスト禁止モードとなった通信フレームが、予
め決められた回数を越えて連続した場合（１３２）は、
その後の通信フレームにおいて、上記リクエスト禁止モ
ードを解除する（１３６）。

【０１０２】なお、上記実施例では、リクエスト禁止モ
ードの連続回数が所定回数に達する迄は、アクセス要求
の衝突（競合）が無くなるまで、他の端末からの新たな
アクセス要求が禁止されることになる。そこで、リクエ
スト領域Ｒ３に設けられたスロットＲＳ３６の数が、平
均的なリクエスト発生数より少ないシステムにおいて
は、衝突が発生したスロットＲＳの個数に関して閾値を
設定しておき、実際に衝突が発生したスロットＲＳの個
数が上記閾値を超えたとき、新規アクセスを禁止し、閾
値より少なくなった時、禁止を解除するように制御して
もよい。

【０１０３】新規アクセスの禁止（１３４）、またはそ
の解除（１３６）が決定されると、次の通信フレームの
リクエストモード領域Ｒ３が巡って来たとき（１４
０）、通知情報がＲＭフィールド３６に出力される（１
４２）。

【０１０４】図１２は、端末装置におけるフラグメント
受信時の処理手順を示す。宛先アドレスフィールド（Ｄ
Ａ）５２で自装置アドレス、または同報通信を示す特別
アドレスを受信した場合（ステップ１５０）、それ以前
に既に受信済の新規情報表示（ＮＤ）フィールド４６の
内容によって、当該フラグメントが再送データを含むも
のか否かを判定する（１５２）。当該フラグメントが再
送のために使用されたものであれば、その直前のフラグ
メントの受信に成功していたか否かを判定する（１５
４）。もし、受信に成功していた場合は、前フラグメン
トの応答領域（ＡＳ）で出したＡＣＫ応答が基地局に正
しく届かなかったため、自装置では既に受信済のフラグ
メントが誤って再度送信されてきたものと判断し、今回
の受信フラグメントを廃棄処理する（１５６）。

【０１０５】今回の受信フラグメントが、上記ＮＤフィ
ールドの判定によって新規のものと判った場合（１５
２；Ｎ）、または、前フラグメントのＮＡＫ応答に対す
る再送フラグメントと判った場合（１５４；Ｎ）は、フ
ラグメントの内容についてエラー検出を行う（１５
８）。もし訂正不能なエラーを含むのもであれば、同一
フラグメントの再送を要求するために、そのフラグメン
ト３８ｉに続く応答スロット（ＡＳ）３９ｉにＮＡＫ応
答を返送する（１６２）。

【０１０６】受信フラグメントが正常であった場合は、
これを受信処理し、上位層に転送する。この実施例で
は、正常フラグメントを受信した時の応答動作が、当該
フラグメントが同報通信用のものか個別通信用のものか
によって異なっている。個別通信用の場合は、応答スロ
ット３９ｉへＡＣＫ応答を出力する（１６４）。同報通
信用の場合（１６０；Ｙ）は、応答スロット（ＡＳ）３
９ｉで複数端末からのＡＣＫ応答が衝突して応答失敗と
なることを避けるために、応答スロット３９ｉへの応答
パタンの送信を省略する。すなわち、この実施例では、
個別通信の場合は受信の成否を積極的に通知し、同報通
信の場あ合いは、受信に失敗した時にのみ応答情報を返
すようにしている。なお、個別通信において、受信失敗
時にのみ応答を返す方式にすると、例えば、送信先端末
が隠れ端末状態にあって応答できなかった場合、送信元
で受信が成功したものと誤って判断するおそれがある。

【０１０７】図１３は、上述したアクセス制御を実行す
る基地局の基本構成を示すブロック図である。基地局
は、他の基地局と接続するために、バックボーンインタ
フェース２１１を介して有線ＬＡＮ１に接続され、無線
部受信制御回路２１２と無線部送信制御回路２１３を介
して、無線チャネルにより各無線端末と接続されてい
る。

【０１０８】フレーム処理部２１４は、各通信フレーム
の基準タイミングの生成動作と、端末が出力して受信制
御回路２１２で受信されるプリアンブル部およびユニー
クワード部の信号に基づいて、通信フレーム中の各フィ
ールドの認識とフィールド内の情報抽出動作を行なう。
通信フレームから抽出されたリクエスト領域Ｒ３の情報
はリクエスト制御部２１５に、情報転送領域Ｒ４内に各
フラグメントスロット３８と応答スロット３９の情報は
中継判定部２１６に転送される。

【０１０９】リクエスト制御部２１５は、図１０に示し
た受付判定処理を実行し、ＡＣＫまたはＮＡＫの送信を
行う。方式によっては、ＲＪＴパタンの送信を無線部送
信制御回路２１３に指示する。また、端末からのアクセ
ス要求を受け付けた場合は、当該要求をキューイングす
る。

【０１１０】中継判定部２１６は、バックボーンインタ
フェース２１１側から入力されるフラグメントの宛先ア
ドレスに基づいて管理テーブルを参照し、このフラグメ
ントを自局が管轄するセル（無線領域）に中継するか否
かを判定する。もし、中継すべきと判定したフラグメン
トは、フラグメントバッファ／制御部２１７に格納す
る。上記中継判定部２１６には、フレーム処理部２１４
から無線端末が出力したフラグメントも入力され、中継
すべきと判定されたフラグメントは、上記と同様にフラ
グメントバッファ／制御部２１７に格納される。異常フ
ラグメントが受信され、端末からＮＡＫ応答を受信した
場合、上記中継判定部２１６は、これを状態制御部２１
９に通知する。

【０１１１】状態制御部２１９は、フレーム処理部２１
４から与えられるフラグメントスロットのタイミングに
合わせて、無線送信制御回路２１３に送信元再送要求信
号の出力要求を行なう。

【０１１２】フラグメントバッファ／制御部２１７は、
状態制御部２１９からの制御信号に応じて、他セルから
の中継および基地局再送のためのバッファ内フラグメン
トの送信（再送を含む）を無線部送信制御回路２１３に
指示する。

【０１１３】図１４は、各無線端末が備える通信ユニッ
トの基本構成を示すブロック図である。３１１は、端末
装置を上位層を構成する回路ユニットに接続するための
インタフェースであり、上位層から受け取った制御コマ
ンドや上位フレーム（送信メッセージ）は、フレームバ
ッファ／制御部３１６に一時的に格納される。

【０１１４】フレームバッファ／制御部３１６に格納さ
れたメッセージは、固定長の複数のデータブロックにセ
グメンテーションされ、状態制御部３１９からの送信指
示に従って、送信すべきデータブロックがフラグメント
処理部３１７に与えられ、図５で説明したようなヘッダ
を付したフラグメントに組立てられて、無線送信制御回
路３１３から送信される。

【０１１５】なお、通信環境が悪く、１つのフラグメン
ト内の全訂正ブロックに対して誤り訂正で符号回復する
ことは困難となり、再送が頻発する状況においては、状
態制御部３１９からの指示によって、フラグメント内の
複数の訂正ブロックを同一内容のデータブロックとし、
「ブロック繰り返し転送モード」でデータ送信する。フ
ラグメントの内容がブロック繰り返し転送モードとなっ
ていることは、フラグメント内の新規情報表示（ＮＤ）
フィールド４６にモード識別情報を設定することによっ
て、受信相手装置に知らせる。

【０１１６】この場合、相手装置では、無線部受信制御
回路３１２で受信されたフラグメントが、フレーム処理
部３１４を介して受信判定／リアセンブル処理部３１５
に入力され、何れかの訂正ブロックで受信に成功すれ
ば、他に訂正不能のブロックがあっても当該フラグメン
トの受信は成功したものとして処理される。なお、ここ
では訂正ブロックの成否をブロック内の誤り訂正／検出
符号を用いて行っているが、これを各ブロックの多数決
で決めるようにしてもよい。また、各フラグメントで、
訂正ブロックを複数のグループに分け、グループ単位で
上記ブロック繰り返し転送モードを実行してもよい。

【０１１７】無線部受信制御回路３１２で受信された基
地局あるいは他端末からのフレームは、フレーム処理部
３１４でフレーム同期が取られ、各フィールドの内容が
抽出される。抽出されたフラグメントスロットは受信判
定／リアセンブル処理部３１５に、その他の情報は状態
制御部３１９に供給される。受信判定／リアセンブル処
理部３１５では、各受信フラグメントに対して、図１２
に示した受信処理を行い、受信成功のフラグメントを上
位フレーム（メッセージ）にリアセンブルした後に、こ
れをフレームバッファ／制御部３１６に格納する。格納
された上位フレームは、端末インタフェース３１１を介
して端末上位層に送られる。状態制御部３１９は、フレ
ームバッファ／制御部３１６の制御コマンドに状態に応
じて、送信アクセス権付与の要求発行等を制御する。

【０１１８】上述した実施例では、送信要求のある各従
装置が、受信中のフレームの要求スロットを用いて、主
装置に必要フラグメント数と自アドレスを伝え、主装置
が、受け付けた要求をスケジューリングし、同一フレー
ム中の各フラグメントスロットの先頭部分の出力タイミ
ングで、アクセス許可を示す従装置アドレスを送信し、
このアドレスに該当する従装置が、上記フラグメントス
ロットのその後のフィールドに宛先アドレスと情報を送
信するようにしている。この方式によれば、基地局は、
端末からのアクセス要求に応じて、フラグメントスロッ
トを動的に割り付けることができ、また、端末間で情報
を直接送受信ができるようになっているため、アクセス
遅延時間対負荷特性として理想特性であるＭ／Ｄ／１に
近い特性を達成することができる。

【０１１９】また、送信情報を宛先従装置と主装置の双
方で受信し、宛先従装置がフラグメントの受信に失敗し
たことを応答した場合は、主装置がこれを検出し、再送
すべきフラグメントを次のフラグメントスロットで自動
的に再送できるようにしている。上記再送動作は、発信
元の従装置が行なうこともできるが、特に無線ＬＡＮの
場合は、一般に、主装置が従装置より高い送信機能を有
し、且つ、各端末装置に対して通信障害の少ない設置位
置条件を備えているため、主装置に再送動作させる上記
実施例の構成にすれば、送信元従装置からのデータ受信
に失敗した送信先端末が、その後に行なわれる主装置か
らの再送データを正常受信できる確率が著しく高くな
る。また、新規の送信情報、その応答、ならびに再送情
報を連続的に送信できるようにしたことによって、再送
制御を少容量のバッファと簡単なバッファ管理で容易に
実現できるという利点がある。

【０１２０】次に図１に示した無線ＬＡＮにおいて、ア
クセス要求の競合を前提として、端末位置に起因する不
公平の解消と、スループットの改善を意図した本発明の
アクセス制御の第２の実施例を示す。

【０１２１】以下の説明では、占有帯域幅を情報伝送レ
ートと同程度の帯域幅とした狭帯域変調を用いた通信シ
ステムを例として説明するが、送信情報信号に拡散符号
を乗算して送信する直接拡散変調、あるいは狭帯域変調
波の搬送波を時間と共に拡散符号に従って変化させる周
波数ホッピング変調のスプレッド・スペクトラム方式を
用いても構わない。狭帯域変調の場合は、セル間では搬
送波周波数を変えた周波数分割方式が用いられる。直接
拡散変調では、セル毎に周波数を分割するか拡散符号系
列を変え、また、周波数ホッピング変調は、拡散符号系
列を変えることになる。後述する本発明のアクセス制御
方式は、これら何れの変調方式を採用した場合でも適用
可能である。なお、上述した各変調方式に関しては、例
えば、「移動通信のためのディジタル変復調技術」（ト
リケップス）等、多くの文献に詳細が記載されているた
め、ここでは詳細な説明を省略する。

【０１２２】図１５は、無線通信区間で用いられる通信
フレーム３０の第２実施例を示す。

【０１２３】通信フレーム３０は、フレーム制御領域Ｆ
Ｃと、複数のリクエストスロット領域ＲＳｉ（ｉ＝１〜
ｎ）からなるリクエスト領域Ｒ３と、複数の応答スロッ
ト領域ＡＩｉ（ｉ＝１〜ｎ）からなるリクエスト応答領
域Ｒ２と、情報転送領域Ｒ４と、要求表示領域ＲＩとか
らなり、上記情報転送領域Ｒ４は、複数のフラグメント
スロット領域ＦＳｊ（ｊ＝１〜ｍ）と、これらと対をな
す複数のフラグメント応答領域ＡＳｊ（ｊ＝１〜ｍ）と
から構成される。尚、この通信フレームのタイミングは
基地局が決定する。

【０１２４】フレーム制御領域ＦＣは基地局から送信さ
れ、プリアンブル（ＰＲ）３３と、ユニークワードとし
てのフレームフラグ（ＦＦ）３４と、その他のフレーム
制御情報からなる。上記プリアンブル３３は各無線端末
でビット同期を確立するためのもので、例えば、４０オ
クテットの長さを有し、プリアンブルパタンには、固有
のビットパターン「10101010 10101010 … 10101010」
を用いている。また、フレームフラグ３４は、各無線端
末がフレーム同期ならびにオクテット同期を確立するた
めのものであり、例えば４オクテットの長さを有し、フ
レームフラグパタンには、「10101011 10101011 … 101
01011」を用いている。フレーム制御情報は、５オクテ
ットの長さを有し、この例では、各々１オクテットの長
さをもつ基地局識別子（ＢＳＩ）フィールド３３１と、
リクエストサイクル識別子（ＲＣＩ）フィールド３３２
と、リクエストスロット領域内のリクエストスロット個
数（ＲＳＮ）フィールド３３３と、フレーム内のフラグ
メントスロット個数（ＦＳＮ）フィールド３３４とから
なる。

【０１２５】上記リクエストサイクル識別子（ＲＣＩ）
は、同一端末による独占的な送信権の獲得を防ぐために
設けられた制限期間（サイクル）の更新を識別するため
のものであり、本実施例では、リクエストサイクル識別
子３３２は通信フレーム毎にインクリメントされる数値
で示され、各端末は、ＲＣＩが初期値＝「00000000」と
なった時、あるいはＣＲＣ４３ｄが異常で、既受信ＲＣ
Ｉから予想される値とは異なるＲＣＩを受信した時、リ
クエストサイクルが更新されたものと判断し、各リクエ
ストサイクルでのアクセス要求回数を制限するために用
意されたカウンタ（予約カウンタ）の値をリセットす
る。ＣＲＣ異常を生じたＲＳＮあるいはＦＳＮを受信し
た場合は、受信済のＣＲＣ異常のない最新の値で処理す
る。

【０１２６】リクエスト領域Ｒ３は、ｎ個のリクエスト
スロットＲＳ１〜ＲＳｎからなる。送信メッセージをも
つ各無線端末は、上記リクエストスロットＲＳ１〜ＲＳ
ｎの中から任意の１つを選択し、１メッセージに付き１
回、アクセス要求（リクエスト）を出す。本実施例で
は、上記各無線端末は、基地局に対して、もし上記リク
エストが他の装置と競合して失敗に終わった場合、次の
通信フレームでのアクセス要求権（送信権）を予約する
ために、通信フレームの後部にある要求表示領域（Ｒ
Ｉ）に送信権の予約表示を行う。セルに新たに加入した
端末も、上記リクエスト動作を行うことによって、基地
局の収容端末データベース（位置登録ＤＢ）へ自分のＭ
ＡＣアドレスの追加を要求する。

【０１２７】各リクエストスロットＲＳ１〜ＲＳｎは、
４０オクテット長のプリアンブル（ＰＲ）４１と、４オ
クテット長のフィールドフラグ（ＦＩＦ）４２と、合計
８オクテット長のその他のスロット情報領域４３ａ〜４
３ｃからなる。フィールドフラグ４２には、「10101100
10101100 … 10101100」を用いる。

【０１２８】リクエストを発行する無線端末は、６オク
テットのリクエストアドレス領域（ＲＡＤ）４３ｂで、
自端末に割り当てられたＭＡＣアドレスを基地局に送信
する。リクエスト属性領域（ＲＡＴ）４３ｅは、このリ
クエストが、フラグメント要求（送信権予約要求）のた
めのものか、位置登録ＤＢへのアドレス追加要求のたも
のものかを識別する２ビットの属性パタンと、これに続
く６ビットのリクエスト情報からなる。上記属性パタン
が送信権予約要求を示す場合、上記リクエスト情報とし
て、当該リクエストで予約するフラグメントスロットの
個数が設定される。また、上記属性パタンが位置登録Ｄ
Ｂ追加要求を示す場合は、登録先となる基地局の識別子
（ＢＳＩ）が設定される。リクエストスロットにおける
情報の伝送誤りは、１オクテットのＣＲＣ４３ｄで検出
される。なお、上記ＭＡＣアドレスとしては、ＩＥＥＥ
８０２のアドレス体系に準拠した６オクテットのアドレ
スを適用できる。

【０１２９】リクエスト応答領域Ｒ２は、４０オクテッ
ト長のプリアンブル（ＰＲ）４１と、４オクテット長の
フィールドフラグ（ＦＩＦ）４２と、各々８オクテット
長のｎ個のリクエストスロット応答情報領域（ＡＩ１〜
ＡＩｎ）３５ｎからなる。

【０１３０】基地局は、リクエストスロット応答情報領
域ＡＩ１〜ＡＩｎをそれぞれリクエスト領域Ｒ３内のリ
クエストスロットＲＳ１〜ＲＳｎと対応付けて、端末か
らのアクセス要求に対する応答結果を設定する。

【０１３１】各リクエストスロット応答情報領域ＡＩｉ
は、アクセス要求のあったリクエストスロットのＲＡＤ
４３ｂの内容を設定するための６オクテットの受付リク
エストアドレス（ＡＡＤ）フィールド４５１と、リクエ
ストの成否を示す受付状態情報を設定するための１オク
テットの受付状態（ＡＳＴ）フィールド４５２と、リク
エストスロット応答情報内の伝送誤りをチェックするた
めの１オクテットのＣＲＣ４３ｄからなる。上記受付状
態フィールドには、図１６に示すリクエスト成功（ＲＡ
ＣＫ）５２１、リクエスト失敗（ＲＮＡＫ）５２２、リ
クエスト拒否（ＲＲＪＣ）５２３、リクエスト無（ＮＯ
ＮＲ）５２４の４つの状態の何れかが設定される。

【０１３２】無線端末は、自分がアクセス要求を出した
リクエストスロットＲＳｉと対応する応答情報領域ＡＩ
ｉでＣＲＣ異常を検出した場合、リクエストは成功した
ものとみなし、もし位置登録を要求していた場合は失敗
したとみなす。リクエストを成功したと判断すると、タ
イマ監視を開始し、その通信フレーム以降の情報転送領
域Ｒ４で自分が要求したフラグメントスロットが要求個
数だけ割り当てられるのを監視し、タイマタイムアウト
が発生すると、再度アクセス要求を出す。

【０１３３】フラグメントスロット領域（ＦＳ１〜ＦＳ
ｍ）３８ａは、基地局によって送信される５２オクテッ
ト長のフラク゛メント制御領域４６０と、３１１オクテ
ット長のフラグメントスロット送信領域４７０とからな
り、上記フラグメントスロット送信領域４７０には、フ
ラグメント制御領域４６０に設定されたアドレスで指定
された無線端末によって送信情報が送信される。フラグ
メントスロット領域は、１つの通信フレーム中にｍ個形
成され、その個数ｍは、フレーム制御領域ＦＣ内のＦＳ
Ｎフィールド３３４で各無線端末に通知される。

【０１３４】各フラグメント制御領域４６０は、４０オ
クテット長のプリアンブル４１と、４オクテット長のフ
ィールドフラグ４５と、合計８オクテット長のその他の
制御情報領域とからなる。上記その他の制御情報領域
は、フラグメントスロットの送信権を得た端末装置を示
すＭＡＣアドレスが設定される６オクテット長の割当て
アドレス（ＡＳＡＤ）フィールド４８と、図１７に示す
当該フラグメントの属性（「ＮＦＤ」、「ＢＲＤ」、ま
たは「ＳＲＤ」）を示すための１オクテットのフラグメ
ント属性（ＦＧＡＴ）フィールド４６２と、フラグメン
ト制御情報領域内の伝送誤りをチェックするための１オ
クテット長のＣＲＣフィールド４３ｄとからなり、これ
らの情報は基地局によって設定される。なお、アドレス
（ＡＳＡＤ）フィールド４８は、宛先装置に対して、フ
ラグメント情報の送信元装置のアドレス表示を兼ねる。

【０１３５】フラグメントスロット送信領域４７０は、
４０オクテット長のプリアンブル５０と、４オクテット
長のフィールドフラグ５１と、２６７オクテット長のそ
の他の送信情報領域とからなる。上記その他の送信情報
領域は、当該フラグメント情報の宛先装置を示すＭＡＣ
アドレスを設定するための６オクテット長の宛先アドレ
ス（ＤＡＤＤ）フィールド５２と、後続するフラグメン
ト情報（ＦＩ）５４の有効長（８ビット）をオクテット
単位で示すための２オクテット長のフラグメント情報長
（ＦＩＬＧ）フィールド４７２と、フラグメント情報
（ＦＩ）５４と、フラグメントスロット送信情報領域内
４７０の伝送誤りをチェックするための４オクテット長
のＣＲＣフィールド５５とからなり、これらの情報はア
クセスを許可された発信元端末が設定する。尚、上記Ｆ
ＩＬＧフィールド４７２は、フラグメント情報（ＦＩ）
フィールド５４に設定されたデータブロックが送信メッ
セージにおいて示すための２ビット位置情報（例えば先
頭ブロック、中間ブロック、最終ブロック）と、６ビッ
トのフラグメント（データブロック）順序番号とからな
る。

【０１３６】各フラグメント応答領域（ＡＳ１〜ＡＳ
ｍ）は、４０オクテット長のプリアンブルと、４オクテ
ット長のフィールドフラグと、図１８に示す種別（「個
別通信」または「同法通信」）別に「受信成功：ＡＣ
Ｋ」または「受信失敗：ＮＡＫ」を示す１オクテット長
の応答パタンを設定するための領域とからなる。これら
の情報は、フラグメントの宛先装置によって送信され、
これによって、該当するフラグメントスロット領域の受
信結果が基地局に通知される。

【０１３７】基地局は、図１９に示すように、宛先装置
からの応答結果に対応して予め定められたフラグメント
の再送制御を行う。なお、ここで行う再送制御の詳細
は、前記した電子情報通信学会無線通信システム研究
会資料ＲＣＳ９２−３７「無線ＬＡＮに適したアクセ
ス制御方式の検討」における表４ならびに図１２に示さ
れた制御に一致するため、ここでは詳細説明を省略す
る。

【０１３８】本実施例では、上記領域で同報通信時に複
数の無線端末からの送信が衝突する場合があるため、同
報時には各端末装置がＮＡＫ応答だけを行うようにし、
基地局がＮＡＫの認識を当該領域内でのキャリアの有無
で判定するようにしている。

【０１３９】各フレームの最後に位置する要求表示領域
（ＲＩ）には、２オクテット長の要求表示パタンが設定
される。本領域（ＲＩ）では、送信すべきデータを有
し、予約カウンタが予約ウインド値以内となっている無
線端末（以下、アクティブな端末と称す）が、要求表示
パタンを送信する。要求表示パタンとしては、例えば、
「00110011 00110011」を用いる。

【０１４０】上記要求表示領域では、送信データをもつ
複数の無線端末からの送信要求が衝突するため、基地局
は、本領域での送信の有無をキャリアの有無によって判
定する。本領域のキャリアの状態から、予約ウィンドウ
値に未達で送信希望をもつ端末装置が存在することを認
識した基地局は、リクエストサイクル限度の所定の回数
範囲内で、次フレームのＲＣＩ３３２を用いて、各無線
端末装置に同一のリクエストサイクルが継続しているこ
と通知する。

【０１４１】図２０は、各無線端末におけるリクエスト
サイクルの処理手順を示す。

【０１４２】各無線端末は、基地局が送信したフレーム
フラグ（ＦＦ）３４を受信すると、これを基準にしてフ
レーム内の各領域（フィールド）を認識し、領域対応に
次のように処理動作を行う。

【０１４３】ＲＣＩ領域３３２では、リクエストサイク
ル識別子（ＲＣＩ）を受信し（ステップ３３２−１）、
もし、ＲＣＩ＝「０」となっていれば、新しいリクエス
トサイクルに入ったと判断して（３３２−２）、予約カ
ウンタ（ＲＣＴ）をリセットする。

【０１４４】リクエストスロット領域（ＲＳ）Ｒ３で
は、もし、その無線端末にデータ送信要求があった場合
（ステップ４４０−１）、予約カウンタＲＣＴの値と予
約ウインド値（ＲＷＤ）とを比較する（４４０−２）。
ここで、ＲＣＴ＜ＲＷＤの関係にあった場合（アクティ
ブな状態）、ｎ個のリクエストスロットＲＳ１〜ＲＳｎ
から任意に選択した１つのスロットＲＳｊに対してリク
エストを送信し（４４０−３）、その後、リクエスト応
答領域Ｒ２における上記スロットＲＳｊと対応する応答
スロットＡＩｊで、当該リクエストが成功した（すなわ
ち、送信権の予約ができた）か否かを判定する（４４０
−４）。もし、リクエストが成功したことを確認できた
場合は、予約カウンタＲＣＴを１だけインクリメントす
る（４４０−５）。

【０１４５】要求表示領域（ＲＩ）では、送信要求の有
無をチェックし（４４２−１）、送信要求があって、且
つ自端末がアクティブな状態にあれば（４４２−２）、
要求表示パタンを送信する（４４２−３）。

【０１４６】図２１に基地局におけるリクエストサイク
ルの管理手順４４４を示す。

【０１４７】基地局は、要求表示領域ＲＩで無線端末の
送信要求を検出した場合（ステップ４４４−２）、リク
エストサイクルカウンタ（ＲＣＣ）の値とリクエストサ
イクルウインド値（ＲＣＷ）とを比較し（４４４−
３）、もし、ＲＣＣ＜ＲＣＷの関係にあれば、当該フレ
ームのリクエストサイクル識別子（ＲＣＩ）３３２の値
に１を加えた新たなＲＣＩの値を、次フレームのＲＣＩ
領域３３２で送信する（４４４−４）。これによって、
同一のリクエストサイクルが継続していることを各無線
端末に通知する。一方、要求表示領域ＲＩで無線端末か
らの送信要求（予約）を検出しなかった場合（４４４−
５）、あるいはＲＣＣ＝ＲＣＷとなっていた場合（４４
４−６）には、次フレームのＲＣＩ領域３３２に値
「０」を設定すると共に、リクエストサイクルカウンタ
ＲＣＣの値をリセットする（４４４−７）。

【０１４８】上記第２の実施例では、分割チャネル予約
方式において公平なアクセスを実現するために、予約数
をウインドで制御する方式を示した。次に、各無線端末
が送信権を予約することなく、直接データを送信するよ
うにしたアクセス多重方式に対して、スロッテッドアロ
ハ方式を適用した本発明の第３の実施例について説明す
る。

【０１４９】図２２に第３の実施例のフレーム構造を示
す。本フレームは、フレーム制御領域（ＦＣ）４８０
と、無線端末から中継局となる基地局への通信に用いる
アップリンクフラグメントスロット領域（ＵＦＳ）４８
１と、要求表示領域（ＲＩ）４８２と、基地局から宛先
無線端末への通信に用いるダウンリンクフラグメントス
ロット領域（ＤＦＳ）４８３とから構成され、基地局が
上記フレーム制御領域（ＦＣ）４８０の内容を送信する
ことによって、無線端末に各フレームのタイミングを通
知する。。

【０１５０】上記フレーム制御領域（ＦＣ）４８０は、
基本的には図１５で示した第２の実施例と同一の構造を
有し、本実施例では、図１５に示したＲＳＮ領域３３３
に、ＵＦＳ領域４８１に含まれるフラグメントスロット
の数ｊを、ＦＳＮ領域３３４に、ＤＦＳ領域４８２に含
まれるフラグメントスロットの数ｋを設定する。

【０１５１】次フレームのＵＦＳでデータ送信を要求す
る権利を有する無線端末（アクティブな端末）が、要求
表示領域（ＲＩ）４８２で送信動作すると言う点は、第
２の実施例と同一である。基地局は、ＲＩで端末装置か
らの送信があったか否かによって、リクエストサイクル
を制御する。

【０１５２】一方、予約カウンタがウィンドウ値以内と
なっているアクティブ状態の端末装置は、アップリンク
フラグメントスロット領域（ＵＦＳ）４８１内の第１〜
第ｊのフラグメントスロットの中から任意のスロットを
選択し、基地局からのアクセス許可に関係なく、上記ス
ロットに直接データを送信する。複数端末からの送出デ
ータの衝突（競合）を前提としたＵＦＳ領域４８１の最
大利用率は、理論的には、平均で約３８％程度となるた
め、ダウンリンクフラグメントスロット領域（ＤＦＳ）
のスロット数ｋは、アップリンクフラグメントスロット
領域（ＵＦＳ）のスロット数ｊの２．６倍程度に設定す
ればよい。

【０１５３】図２３は、基地局の詳細構成の１例を示す
ブロック図である。前述した第２の実施例と比較する
と、フレーム構造作成部４８４およびプロトコル処理部
４８５の機能において相違する。

【０１５４】４８６は無線モジュールであり、ベースバ
ンド信号の変復調と高／中間周波での送受信処理を行
い、受信信号から検出したキャリア信号４８７をプロト
コル処理部（マイクロプロセッサ）に与える。４８８
は、無線端末が送信するフィールドフラグ（ＦＩＦ）を
基準に、１ビットの受信データを８ビットの並列データ
に変換する直／並列（Ｓ／Ｐ）変換回路、４８９は、Ｂ
ＣＨ訂正符号を用いて、１ビットの誤り訂正を行う誤り
訂正回路を示す。訂正されたデータは、ＣＲＣ処理回路
４９０に入力され、各領域ごとに誤り検出が行われる。
誤り検出結果は、受信データとともに、プロトコル処理
部４８５に送られる。

【０１５５】プロトコル処理部４８５では、受信データ
内容の解読、リクエストサイクル制御、送信権予約／割
当て処理、送信起動、再送制御、送信データの作成、中
継データのセグメンティング／リアセンブル制御ならび
に位置登録データベース（ＤＢ）４９１への登録処理等
を実行する。

【０１５６】４９３は、図１３で示したバックボーンイ
ンタフェース２１１に相当するで基幹網アクセス処理回
路であり、例えば、イーサネットやトークンリング等の
基幹ＬＡＮ１との間のインターフェイス処理を行う。基
幹網との間の送受信データは、それぞれ送信バッファ４
９４と受信バッファ４９５に置かれる。位置登録ＤＢ４
９１は、この基地局がカバーする領域（セル）内に位置
する無線端末について、ＭＡＣアドレス等の管理データ
を格納している。フィルタリング回路４９６は、上記位
置登録ＤＢ４９１に記憶された管理データに基づいて、
基幹ＬＡＮ側と無線側の送受信データのフィルタリング
処理を行う。

【０１５７】基地局から無線端末にデータを送信する場
合は、プロトコル処理部からフレーム構造作成制御回路
４８４に送信指示信号４９７を与え、上記制御回路４８
４の制御の下に、先ず、プリアンブル付加回路４９８で
生成したプリアンブルのパターン情報を無線モジュール
に供給する。その間に、プロトコル処理部が出力した送
信データについて、ＣＲＣ生成回路４９９で誤り訂正符
号を生成し、誤り訂正回路５００で上記ＣＲＣ符号を送
信データに挿入して、これらを送信バッファリング回路
部５０１に格納する。上記バッファリング回路部に格納
されたデータは、並／直列（Ｐ／Ｓ）変換回路５０２で
変換された後、フレーム構造生成制御回路４８４の制御
の下で、前記プリアンブルに続けて無線モジュール４８
６に供給され、空中に向けて送信される。

【０１５８】本実施例では、例えば、プロトコル処理部
４８５は３２ビットのマイクロプロセッサで構成し、そ
の他の部分は、専用ＩＣで実現される。

【０１５９】図２４は、無線端末装置の通信処理部の詳
細構成を示すブロック図である。上記通信処理部の機能
は、図２３で示した基地局の送信処理部と類似している
ため、ここでは、説明を簡略化するために、図２３と同
一の要素には同一の符号を付し、特に機能の異なるブロ
ック部分について詳細説明する。

【０１６０】Ｓ／Ｐ変換回路４８８は、フィールドフラ
グ（ＦＩＦ）と、フレームフラグ（ＦＦ）を検出するこ
とによって、それに続く特定領域の受信信号を並列デー
タに変換動作する。タイミング生成制御回路部５０４で
は、上記Ｓ／Ｐ変換回路４８８から供給されたフレーム
フラグ（ＦＦ）検出信号５０３に基づいて、基地局が生
成した各フレームのタイミングを認識し、送信データの
送出タイミングをフレームに同期させる。プロトコル処
理部５０５は、受信データの内容を解読して、自端末宛
のデータを受信すると、これを上位インタフェース５０
６に転送する。また、リクエストの発行、要求表示の発
行、送信起動、基地局からの指示に応答したデータ再送
のための制御、送信データの作成、基地局の認識と位置
登録通知処理、等の処理動作を実行する。無線端末で
は、基地局が送信するデータの誤り率をＣＲＣ異常の回
数から推定し、誤り率が所定値を越えた場合は、自分が
それまで位置していた１つのセル領域から、別のセル領
域へ移動したものと判断し、新しい基地局に対して位置
登録要求を発行する。

【０１６１】図２５は、本発明の第４の実施例を示す通
信システムの全体構成を示す。図２５において、基地局
３ａと３ｂは、基幹伝送路１を介して相互に接続されて
いる。各基地局３ａ、３ｂは、それぞれ送信用のアンテ
ナ９−１、８−１と、受信専用のアンテナ９−２〜９−
５、８−２〜８−５を備えている。

【０１６２】これら受信専用アンテナは、基地局と有線
（例えば、信号線９−２−１）で接続されており、それ
ぞれ、例えば半径３ｍ程度の領域をカバーエリア（例え
ば、９−２−２）としている。各カバーエリアは、前述
した第２の実施例のセル４ａに比較して半径が短く、例
えばアンテナ直下に位置した無線端末２ｂの送信と、カ
バーエリアの端に位置した無線端末２ｅの送信とが衝突
した場合、平均的に各送信情報中に１ビット以上の誤り
が発生するような大きさにに設定してある。本実施例で
は、１つの基地局に接続される複数の受信専用アンテナ
のカバーエリアを統合した広さのエリアが、１つのセル
に相当し、このセルを１つの送信専用アンテナでカバー
する。

【０１６３】受信専用の各アンテナは、図２３に示した
ブロック図におけるアンテナ４１８と、無線モジュール
４８６の受信部と、誤り訂正回路４８９と、ＣＲＣ処理
回路４９０とからなる受信ユニット（受信専用アンテナ
部）を構成する。各受信専用アンテナ部では、例えば、
図１５に示したフレーム構造を採用した場合は、リクエ
スト領域Ｒ３のデータを、また、図２２に示したフレー
ム構造を採用した場合は、アップリンクフラグメントス
ロット領域（ＵＦＳ）４８１のデータを受信する。各基
地局に置かれるプロトコル処理部４８５は、複数の受信
専用アンテナ部からの受信データを処理し、１つの送信
専用アンテナから送信データを送信処理する。図１５に
示したフレーム構造を採用した場合は、リクエスト応答
領域Ｒ２の内容は送信アンテナ９−１から送信されるた
め、受信アンテナ毎にリクエスト応答領域を確保してお
く。

【０１６４】図２６は、本発明による無線端末の無線モ
ジュール送信部の他の実施例を示すブロック図である。
この無線モジュールは、図１のシステム構成で、図１５
あるいは図２２に示したフレーム構造を採用する場合に
用いられる。

【０１６５】送信データ４１２は、情報変調回路部４１
３でＱＰＳＫを用いた変調が施され、この変調出力信号
と搬送波発生回路部４１４から出力された搬送波とが乗
算器４１５で乗算された後、ＲＦ増幅回路部４１６で所
定のレベルに増幅されて、アンテナ４１８から送信され
る。

【０１６６】一般に、アンテナからの送信電力は、ＲＦ
増幅回路部４１６の最終段に置かれる増幅器の利得を制
御することによって変更することができる。本実施例で
は、基地局の直下に位置する無線端末とセルの端に位置
する無線端末とが存在することを想定して、両者の送信
信号が衝突した場合に、セル端に位置した端末が基地局
直下に位置した端末との競合に勝ち残れる第１の送信電
力と、後者との競合に負ける第２の送信電力と、第２の
送信電力と同一かそれより大きい第３の送信電力とを用
意しておき、図２４に示したプロトコル処理部５０６
が、これら３種類の電力の中から状況に応じた１つの送
信電力を選択し、上記最終段増幅器の利得を制御信号４
１７によって変更するようにしている。

【０１６７】図１５のフレーム構造の場合、プロトコル
処理部５０６は、リクエスト領域では上記第１または第
２の送信電力をランダムに選択し、その他の無線端末送
信領域では上記第３の送信電力を選択するして送信動作
を行う。また、図２２のフレーム構造の場合は、ＵＦＳ
領域では第１または第２の送信電力をランダムに選択し
て送信動作を行う。本実施例によれば、同一の送信電力
でおこなった送信信号が衝突した場合を除いて不公平は
発生しないため、基地局のリクエストサイクル制御は不
要となる。従って、各フレームのＦＣ領域中のＲＣＩ３
３２は「０」に固定、または削除してよい。

【０１６８】上述した送信電力を制御する方式の変形例
として、上記実施例ではランダムに選択していた送信電
力を、例えば、各無線装置に予め付与された優先順位に
従って選択するようにしてもよい。この場合、制御信号
で選択できるｎ種類の送信電力を用意しておくことによ
って、ｎ段階の優先度で送信制御を行うことができる。
また、他の変形例として、例えば、各無線端末および基
地局のアンテナ構造あるいは位置を、各無線端末の優先
順位に従って実質的に無線装置と基地局との距離が短く
なるように設置してもよい。

【０１６９】

【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発
明によれば、主装置（基地局）によるアクセス制御のも
とに、複数の従装置（無線端末）がフラグメントを用い
て情報転送をおこなう通信システムにおいて、通信効率
のよい多重アクセスを実現できる。

【０１７０】また、本発明によれば、従装置と主装置と
の距離に依存した動的な送信電力制御を行うことなく、
公平で効率的なアクセス制御を実現でき、複数の従装置
からの送信要求が衝突することを前提としたアクセス制
御方式において、ＭＡＣ層レベルでの処理に依存しない
簡単な優先制御方式を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による通信システムの１実施例を示すネ
ットワーク構成図。

【図２】本発明において無線通信区間で用いるフレーム
とフラグメントの構造の第１の実施例を示す図。

【図３】無線端末（従装置）と基地局（主装置）との間
で行なわれるセル内通信における通信手順を示す図。

【図４】上記通信手順における受信応答動作の一覧を示
す図。

【図５】各無線端末が送信する上位フレームとフラグメ
ントとの関係を示す図。

【図６】フラグメントと訂正ブロックとの関係を示す
図。

【図７】基地局におけるフレームのタイミング制御を説
明するための状態遷移図。

【図８】無線端末におけるリクエスト動作に関する状態
遷移図。

【図９】無線端末における送信動作に関する状態遷移
図。

【図１０】基地局におけるリクエスト受付判定のための
処理手順を示す図。

【図１１】基地局におけるアクセス制御のための処理手
順を示す図。

【図１２】無線端末における受信処理の手順を示す図。

【図１３】基地局の基本構成を示すブロック図。

【図１４】端末装置の無線通信ユニットの基本構成を示
すブロック図。

【図１５】本発明において無線通信区間で用いる通信フ
レーム構造の第２の実施例を示す図。

【図１６】受付状態種別と送信内容との関係を示す図。

【図１７】フラグメント属性種別と送信内容との関係を
示す図。

【図１８】応答種別と送信パタンとの関係を示す図。

【図１９】応答結果と再送制御との対応関係を示す図。

【図２０】無線端末におけるリクエストサイクルの処理
手順を示す図。

【図２１】基地局におけるリクエストサイクルの管理手
順を示す図。

【図２２】本発明において無線通信区間で用いるフレー
ム構造の第３の実施例を示す図。

【図２３】第３に実施例における基地局の構成を示すブ
ロック図。

【図２４】第３に実施例における無線端末側の通信処理
部の詳細を示すブロック図。

【図２５】本発明による無線通信方式の他の実施例を示
すシステム全体構成図。

【図２６】無線モジュールの送信部の他の実施例を示す
ブロック図。

【符号の説明】

２…無線端末、３…基地局、１０…アクセス権付与リク
エスト、１１…通信スロット割当、１２…新規データ転
送、１３…応答、１４…基地局再送、１５…再送要求ス
ロット、１６…送信元再送、３０…通信フレーム、Ｒ１
…同期領域、Ｒ２…リクエスト応答情報領域、Ｒ３…リ
クエスト領域、Ｒ４…情報転送領域、３２…保護時間、
３３…プリアンブル、３４…ユニークワード、３５…リ
クエスト応答スロット、３７…リクエストスロット、３
８…フラグメントスロット、３９…応答スロット、４３
…リクエスト情報、４３ａ…要求番号、４３ｂ…要求元
アドレス（リクエストアドレス領域）、４３ｃ…要求フ
ラグメント個数、４３ｄ…リクエスト情報誤り検出符
号、４６…新規情報表示、４７…フラグメント番号、４
８…送信元アドレス（割当てアドレス）、５２…送信先
（宛先）アドレス、５３…データ長、５４…（フラグメ
ント）情報領域、５５…フラグメント誤り検出符号、５
９…応答情報、２１１…バックボーンインタフェース、
２１２…無線部受信制御回路、２１３…無線部送信制御
回路、２１４…フレーム処理部、２１５…リクエスト制
御部、２１６…中継判定、２１７…フラグメントバッフ
ァ／制御部、２１９…状態制御部、３１１…端末インタ
フェース、３１４…フレーム処理部、３１５…受信判定
／リアセンブル処理部、３１６…フレームバッファ／制
御部、３１７…フラグメント処理部、３１９…状態制御
部、３３１…基地局識別子、３４…フレームフラグ、３
３２…リクエストサイクル識別子、４２…フィールドフ
ラグ、４３ｅ…リクエスト属性、４５１…受付リクエス
トアドレス、４５２…受付状態、４６２…フラグメント
属性、４７２…フラグメント情報長、４８０…フレーム
制御、４８１…アップリンクフラグメントスロット、４
８２…要求表示領域、４８３…ダウンリンクフラグメン
トスロット、４８４…フレーム構造作成部、４８５…プ
ロトコル処理部、４８６…無線モジュール、４８７…キ
ャリア検出、４８８…Ｓ／Ｐ変換、４８９…誤り訂正
部、４９０…ＣＲＣ処理部、４９１…位置登録データベ
ース、４９３…基幹網アクセス処理部、４９４…送信バ
ッファ、４９５…受信バッファ、４９６…フィルタリン
グ、４９７…送信指示信号、４９８…プリアンブル付加
部、４９９…ＣＲＣ生成部、５００…誤り訂正符号付加
部、５０１…送信バッファリング部、５０２、…Ｐ／Ｓ
変換部、５０３…ＦＦ検出信号、５０４…タイミング生
成部、５０６…上位インタフェース、９−２…受信専用
アンテナ、４１３…情報変調部、４１４…搬送波発生
部、４１５…乗算部、４１６…ＲＦ増幅部、４１７…利
得制御信号。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０４Ｑ 3/58 １０４ 9076−5Ｋ (72)発明者石井源一東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者重左秀彦東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者足立修一神奈川県秦野市堀山下１番地株式会社日立製作所神奈川工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】送信権を制御するための主装置と複数の従
装置とからなり、上記主装置と各従装置との間の通信
に、少なくとも同期信号領域とリクエスト領域と情報転
送領域とからなる通信フレームを使用する通信システム
において、上記主装置が各通信フレームの先頭部で上記
同期信号領域の情報を送出し、データ送信を行なおうと
する従装置が、上記同期信号領域の後に定義されたリク
エスト領域においてアクセス要求を示す情報を出力し、
上記主装置が、上記アクセス要求に対する許可情報を上
記リクエスト領域に続く情報転送領域に送出し、上記許
可情報を受信した上記従装置が、該許可情報の後に定義
された上記情報転送領域内の所定のフィールドに送信デ
ータを送出するようにしたことを特徴とする通信方式。
【請求項２】前記リクエスト領域が複数のリクエストス
ロットからなり、データ送信を行なおうとする従装置
が、上記何れかのリクエストスロットに対して、前記ア
クセス要求を示す情報を出力することを特徴とする請求
項１に記載の通信方式。
【請求項３】前記情報転送領域が複数のスロットからな
り、データ送信を行なおうとする従装置が、データ送信
に必要とするスロット個数を指定して前記アクセス要求
を示す情報を出力し、主装置が、前記アクセス要求に対
する許可情報を上記情報転送領域内の各スロットで行な
い、上記許可情報を受信した従装置が、該許可情報の位
置するスロット内の所定のフィールドに送信データを送
出するすることを特徴とする請求項１または２に記載の
通信方式。
【請求項４】前記アクセス要求を示す情報が従装置のア
ドレスを含み、前記主装置が送出する許可情報が上記ア
クセス要求情報から求まる従装置のアドレスを含むこと
を特徴とする請求項１、２または３に記載の通信方式。
【請求項５】送信権を制御するための主装置と複数の従
装置とからなり、上記主装置と各従装置との間の通信
に、少なくとも同期信号領域とリクエスト領域と情報転
送領域とからなる通信フレームを使用する通信システム
において、上記情報転送領域が上記リクエスト領域に続
く複数対の情報転送スロットと応答スロットからなり、
データ送信を行なおうとする従装置が、上記同期信号領
域の後に定義されたリクエスト領域においてアクセス要
求を送出し、上記主装置が上記アクセス要求に対する許
可情報を上記情報転送スロット毎に送出し、上記許可情
報を受信した従装置が、該許可情報を含む情報転送スロ
ット内で宛先アドレスと送信データを送出し、宛先装置
が上記情報転送スロットと対をなす応答スロットに応答
情報を送出するようにしたことを特徴とする通信方式。
【請求項６】前記リクエスト領域が複数のリクエストス
ロットからなり、データ送信を行なおうとする従装置
が、上記何れかのリクエストスロットに対して、前記ア
クセス要求を示す情報を出力することを特徴とする請求
項５に記載の通信方式。
【請求項７】前記アクセス要求を示す情報が従装置のア
ドレスを含み、前記主装置が送出する許可情報が上記ア
クセス要求情報から求まる従装置のアドレスを含むこと
を特徴とする請求項５または６に記載の通信方式。
【請求項８】前記主装置が、前記応答スロットに含まれ
る応答情報に応じて、既に受信済の宛先アドレスと送信
データを含む情報を次の情報転送スロットに再送するこ
とを特徴とする請求項５、６または７に記載の通信方
式。
【請求項９】送信権を制御するための主装置との間で、
無線チャネルを介して、少なくとも同期信号領域とリク
エスト領域と情報転送領域とを有し、上記情報転送領域
に複数の情報転送スロットを含む通信フレームによって
通信する端末装置において、上記主装置が送出した各通
信フレームの同期信号領域の信号を受して識別されるリ
クエスト領域に対してアクセス要求を送出するための手
段と、上記主装置が各通信フレームの何れかの情報転送
スロットで送出した許可情報を受信した時、該情報転送
スロット内の所定のフィールド位置で宛先装置アドレス
を含む送信データを送出するための手段とを有すること
を特徴とする端末装置。
【請求項１０】前記アクセス要求送出手段が、前記リク
エスト領域に予め定義された複数のリクエストスロット
の中の何れかのリクエストスロットに対して、前記アク
セス要求を示す情報を出力することを特徴とする請求項
９に記載の端末装置。
【請求項１１】前記アクセス要求送出手段が、前記アク
セス要求情報として、自装置に固有のアドレスと、デー
タ送信に必要とする情報転送スロットの個数とを含む情
報を送出することを特徴とする請求項９または１０に記
載の端末装置。
【請求項１２】前記各通信フレームの情報転送スロット
に含まれる宛先装置アドレスフィールドに自装置に固有
のアドレスを検出した時、該情報転送スロットの送信デ
ータを受信処理する手段を有することを特徴とする請求
項９、１０または１１に記載の端末装置。
【請求項１３】前記受信処理すべき送信データを正常に
受信できなかった場合に、該送信データが位置した情報
転送スロットに続く所定位置に予め定義されている応答
スロットに対して、データを正常に受信できなかったこ
とを示す応答情報を送信する手段を有することを特徴と
する請求項１２に記載の端末装置。
【請求項１４】共通の通信フレームを媒体として相互に
通信する複数の従装置と、各従装置の上記通信フレーム
へのアクセス権を制御するための主装置とからなるサブ
ネットワークの多重アクセス方式であって、送信要求を
もつ各従装置が、上記主装置が送出した各通信フレーム
の同期信号に基づいて識別される上記通信フレーム中の
リクエスト領域に送信要求を送出し、上記主装置が、上
記通信フレーム中のリクエスト領域の後に定義された情
報転送領域において、上記送信要求に応じて決まるアク
セス権を得た従装置を指定するための装置識別子を送出
し、該装置識別子に該当する１つの従装置が、上記装置
識別子に続く所定の領域にデータを送出することを特徴
とする多重アクセス方式。
【請求項１５】アクセス制御を行なう主装置と複数の端
末装置とからなり、端末装置間または各端末装置と上記
主装置との間の通信が、少なくとも同期信号領域とリク
エスト領域と情報転送領域とを有する通信フレームを介
して行われる通信方式において、各通信フレームの上記情報転送領域が、複数の情報転送
スロットと、各情報転送スロットの直後に設けられた応
答スロットとからなり、上記主装置が各通信フレームの先頭部で上記同期信号領
域の情報を送出し、データ送信を行なおうとする従装置が、上記同期信号領
域の受信によって識別される上記リクエスト領域に対し
てアクセス要求情報を出力し、上記主装置が、アクセスを許可する従装置を指定するた
めの許可情報を上記リクエスト領域に続く情報転送領域
の各情報転送スロットの先頭部で与え、上記許可情報によってアクセス許可を知った従装置が、
該許可情報を含む情報転送スロット内の所定の領域で宛
先アドレスと送信データを送出し、宛先となる従装置が上記情報転送スロットと対をなす応
答スロットで応答情報を送出するようにしたことを特徴
とする通信方式。
【請求項１６】前記リクエスト領域に出力さるアクセス
要求情報が要求元となる従装置のアドレス情報を含み、
前記主装置が与える前記許可情報が要求元の従装置を特
定するアドレス情報を含み、該アドレス情報が前記情報
転送スロット内で予め定義されている送信元装置を示す
フィールドで送出されることを特徴とする請求項１５に
記載の通信方式。
【請求項１７】前記リクエスト領域が複数のリクエスト
スロットからなり、データ送信を行おうとする各従装置
が上記何れかのリクエストスロットに対して前記アクセ
ス要求情報を送出し、前記主装置が、同一のリクエスト
スロットで複数の従装置からのアクセス要求情報が衝突
したことを検出した場合、次に生成される通信フレーム
中でリクエスト領域より前に位置して定義された所定の
制御フィールドにおいて、該通信フレームでリクエスト
可能な従装置を制限するための制御情報を出力すること
を特徴とする請求項１５または１６に記載の通信方式。
【請求項１８】前記各従装置が、各通信フレーム中のそ
れぞれの従装置と対応する特定のリクエストスロットに
対して前記アクセス要求情報を送出し、該リクエストス
ロットで他の従装置からのアクセス要求情報と競合した
場合、その後の通信フレームで行なう再アクセス要求を
予め決められたアルゴリズムによって選択された別のリ
クエストスロットに対して行なうようにしたことを特徴
とする請求項１７に記載の通信方式。
【請求項１９】複数の従装置と、通信チャネルに対する
各従装置のアクセス権を制御するための主装置とからな
る通信方式において、上記通信チャネルで通信される各通信フレームが、上記
主装置から同期信号を送出するための同期信号領域と、
上記同期信号領域の後に位置する各従装置からアクセス
要求を送出するための複数リクエスト区間からなるリク
エスト領域と、上記リクエスト領域より後に位置するア
クセスを許可された従装置が送信情報を送信するための
複数の情報転送区間からなる情報転送領域とを有し、上
記情報転送領域が、上記各情報転送区と対応して送信情
報受信の成否を示す応答情報を送信するための複数の応
答区間を有し、上記各従装置が、上記何れかの情報転送区間で送信され
た自装置宛の送信情報の受信に失敗したときに、該情報
転送区間と対応するの応答区間で受信失敗を示す所定の
信号パタンを送出し、送信元装置あるいは上記主装置
が、上記応答区間で受信の失敗を検出した場合、該応答
区間に後に位置した別の情報転送区間で上記送信情報を
再送するようにしたことを特徴とする通信方式。
【請求項２０】主装置と複数の従装置との間の無線区間
の通信が所定フォームの通信フレームを介して行われる
通信ネットワークにおいて、送信すべきデータを有する従装置が、各通信フレーム中
に定義されたリクエスト領域で送信権の要求を行い、送
信権の要求累積回数が制限回数を超えない範囲で、上記
通信フレーム中に定義された所定の領域で次の通信フレ
ームにおける送信権の予約を行い、上記主装置が、上記リクエスト領域で受信した送信要求
に応じて、要求元の従装置に上記通信フレーム中の指定
の情報領域でデータ送信することを許可し、許可された従装置が上記指定の情報領域でデータ送信を
行い、上記主装置が、所定のリセットサイクルと上記従装置か
らの送信権の予約状況とに応じて、送信権の要求累積回
数のリセットを許可べきか否かを判断し、次の通信フレ
ームに上記要求累積回数のリセットに関する制御情報を
送出し、受信した制御情報がリセット許可を示す時、各従装置が
送信権要求の累積回数をリセットし、それ迄に上記累積
回数が制限回数を超えて待ち状態にあった従装置が送信
権の要求を再開するようにしたことを特徴とする通信方
式。
【請求項２１】無線で相互に通信する主装置と複数の従
装置から構成され、各従装置が上記主装置が生成する通
信フレーム構造に従ってデータを送信する通信方式にお
いて、上記各通信フレームが、上記主装置からフレームの区切
りを示す情報を送出するための識別領域と、送信データ
をもつ従装置から送信要求を送出するためのリクエスト
領域と、上記主装置から上記送信要求の成否あるい送信
権の割当てを示す情報を送出するためのリクエスト応答
領域と、送信権を割当てられた従装置からデータを送出
するためのデータ転送領域と、次のフレームのリクエス
ト領域で送信要求を予定している従装置から要求予約情
報を送出するための要求予約領域と、上記主装置から上
記リクエスト領域または上記要求予約領域に対する制約
条件を示す制御情報を送出するためのリクエスト制御領
域とからなることを特徴とする通信方式。
【請求項２２】主装置と複数の従装置との間の無線区間
で通信される通信フレームが、従装置から主装置に情報
を送信するためのチャネル（アップリンク）と、主装置
から従装置に情報を送信するためのチャネル（ダウンリ
ンク）とから構成され、各従装置が他の従装置との競合
発生を前提に上記アップリンクの１部に情報を送出する
ようにした通信方式において、各従装置に対して所定のサイクル期間内で可能なデータ
送信要求の最大回数に制限を設けておき、送信要求のある従装置が、上記アップリンクを用いて行
ったデータ送信回数が上記制限回数以内の場合に限り、
通信フレームでの送信要求を予告する情報を上記アップ
リンクの所定の領域で上記主装置に通知し、上記主装置が、通信フレームの上記所定領域に上記送信
要求予告情報がないことを検出した場合、上記所定のサ
イクル期間が満了する以前に、上記ダウンリンクの所定
の領域で従装置にサイクル期間の更新を通知し、上記各従装置が、サイクル期間の更新通知の都度、上記
制限の対象となるデータ送信要求回数をリセットするこ
とを特徴とする通信方式。
【請求項２３】主装置と複数の従装置との間の無線区間
で通信される通信フレームが、従装置から主装置に情報
を送信するためのチャネル（アップリンク）と、主装置
から従装置に情報を送信するためのチャネル（ダウンリ
ンク）とから構成され、各従装置が他の従装置との競合
発生を前提に上記アップリンクの１部に情報を送出する
ようにした通信方式において、上記通信フレームが、主装置から従装置に少なくとも該
フレームの区切りを示す情報を与えるための識別領域
と、従装置からデータ送信するためのアップリンクデー
タ領域と、主装置から宛先従装置にデータを中継するた
めのダウンリンクデータ領域と、従装置から主装置に次
フレームのデータ転送領域での送信の有無を通知するた
めの要求表示領域と、主装置から従装置に上記アップリ
ンクデータ領域または要求表示領域における送信条件を
通知するためのリクエスト制御領域とを有することを特
徴とする通信方式。
【請求項２４】主装置と複数の従装置が無線で相互に通
信し、送信すべきデータを有する各従装置が、上記主装
置に送信権の要求を行い、主装置からの情報送信領域の
割当てを待ってデータの送信動作を行うようにした通信
方式において、上記主装置が、送受信処理部と、セル領域をカバーする
送信アンテナ部と、送信アンテナを中心に上記セル領域
に分散配置された複数の受信アンテナ部とから構成さ
れ、上記の複数の受信アンテナで受信した従装置からの
送信権予約要求に応じて、上記送信アンテナ部を介して
各従装置に送信権を割り当てることを特徴とする通信方
式。
【請求項２５】主装置と複数の従装置が無線で相互に通
信し、送信すべきデータを有する従装置が、上記主装置
に送信権の要求を行ない、主装置からの情報伝送領域の
割当てを待ってデータの送信動作を行うようにした通信
方式において、各従装置が、送信電力の大きさを複数段階に切り替え可
能な送信部を備え、送信権の要求の度に送信電力を決定
し、該送信電力によって送信要求するようにしたことを
特徴とする通信方式。
【請求項２６】主装置と複数の従装置との間の無線区間
で通信される通信フレームが、従装置から主装置に情報
を送信するためのチャネル（アップリンク）と、主装置
から従装置に情報を送信するためのチャネル（ダウンリ
ンク）とから構成され、各従装置が他の従装置との競合
発生を前提に上記アップリンクの１部に情報を送出する
ようにした通信方式において、上記各従装置が、送信電力の大きさを複数段階に切り替
え可能な送信部を備え、上記アップリンクで行う送信動
作時に、予め従装置毎に決められた優先度に従って送信
電力を選択して送出動作することを特徴とする通信方
式。