JP2002064503A

JP2002064503A - 無線パケット中継方法

Info

Publication number: JP2002064503A
Application number: JP2000246593A
Authority: JP
Inventors: Toshifumi Miyagi; 利文宮城; Takeo Ichikawa; 武男市川; Masataka Iizuka; 正孝飯塚; Masahiro Morikura; 正博守倉
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2000-08-16
Filing date: 2000-08-16
Publication date: 2002-02-28

Abstract

(57)【要約】【目的】無線パケット中継方法において、データパケ
ットの送信元局の隠れ端末の影響による無駄なＲＴＳパ
ケットの再送信を抑え、隠れ端末の位置に存在する無線
局がデータパケット送信を完了したとき、無線局が素早
くデータパケット送信準備処理を行うことのできる技術
の実現を目的とする。【構成】無線パケット中継方法において、ＲＴＳパケ
ット中に、宛先無線局が更に中継を行うのか、否かを識
別する識別子を付与し、送信元局Ａは、中継局Ｂが送信
したＲＴＳパケット中の識別子より、宛先の無線局Ｃが
更に中継を行うことを知り、かつ、周辺無線局情報によ
り、無線局Ｃが隠れ端末の位置に存在すると判断した場
合、送信元局Ａは、無線局Ｃがさらに通信ルート上次の
無線局に対してデータパケットの送信を完了するまでの
時間を、前記ＲＴＳパケット中に記述されている時間に
より予測し、その間、ＲＴＳパケットの送信処理を抑止
するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無線でデータパケ
ットを中継する際の、ＲＴＳ／ＣＴＳパケットを用いた
無線パケット中継方法において、データパケットの送信
元局の隠れ端末の影響による無駄なＲＴＳパケットの再
送信を控え、隠れ端末の位置に存在する無線局がデータ
パケット送信を完了すると、無線局が素早くデータパケ
ット送信準備処理を行うことのできる技術に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】親局の存在せず、各局同土が自律的に回
線を共有し合う無線アクセス方法の従来の方法として
は、例えば、電子情報通信学会総合大会、Ｂ−５−１３
３（２０００年３月）の「ＲＴＳ／ＣＴＳ制御を用いた
無線ルーティングシステムのスループット改善方法の検
討」に示されているものがある。

【０００３】図３，図４は、従来の無線パケット中継方
法の例を示す図である。図３，図４は、本来は１つのシ
ーケンス図であるが、所定の大きさに納めるため、図３
を（その１）とし、図４を（その２）として、２つの図
に分割して示しており、図中の〜は、図３と図４の
互いの接続箇所を示している。

【０００４】これらの図は、データパケットの送信元で
ある送信元局ＡＰ１は、データパケットを無線局ＡＰ２
へ、同じく無線局ＡＰ２はデータパケットを無線局ＡＰ
３へ中継しており、無線局ＡＰ３は、データパケットを
宛先である無線局４へ中継している様子を示している。

【０００５】なお、送信元局ＡＰ１と、無線局ＡＰ３
は、隠れ端末の位置に存在し、互いにキャリアセンスが
出来ない状態であるとする。送信元局ＡＰ１は、データ
パケットの送信要求があると、ＤＩＦＳと呼ばれる間、
他の端末が回線を使用しているかどうかを監視する。

【０００６】ＤＩＦＳ間キャリアセンスを行った後回線
が使用されていないことを認識すると、乱数を発生させ
てその値で指定された間だけキャリアセンスを行うバッ
クオフ処理に入る。各局がバックオフ処理を行うこと
で、他の局との衝突の確率を低減することが可能とな
る。

【０００７】ＤＩＦＳ間後バックオフ処理を行った後、
送信元局ＡＰ１はこの間のキャリアセンスの結果、回線
が使用されていないことを認識すると、無線局ＡＰ２が
データパケットを受信可能な状態であるか否かを判断す
るためのＲＴＳパケットを、データパケットの送信が完
了するまでの時間を記述して、無線局ＡＰ２宛に送信す
る。

【０００８】ＲＴＳパケットを受信した無線局ＡＰ２以
外の無線局は、送信元局ＡＰ１がデータパケットを送信
しようとしていることを認識し、この中に記述されてい
る時間をＮＡＶ（Network Allocation Vector ）として
設定する。ＮＡＶ期間終了後、送信するパケットを保持
していればＤＩＦＳ間のキャリアセンス＋バックオフ処
理を始める。

【０００９】ＲＴＳパケットを受信した無線局ＡＰ２
は、データパケットを受信可能な状態であることを認識
すると、ＳＩＦＳ（ＳＩＦＳ＜ＤＩＦＳ）と呼ばれる間
隔で、送信確認応答のためのパケットであるＣＴＳパケ
ットを、送信元局ＡＰ１がデータパケットの送信を完了
するまでの時間を記述して、送信元局ＡＰ１宛に送信す
る。

【００１０】ＣＴＳパケットを受信した送信元局ＡＰ１
以外の無線局（例えば無線局ＡＰ３）は、無線局ＡＰ２
がデータパケットを受信しようとしていることを認識
し、この中に記述されている時間をＮＡＶとして設定す
る。送信するパケットを保持していればその後にＤＩＦ
Ｓ間のキャリアセンス＋バックオフ処理を始める。

【００１１】ＣＴＳパケットを受信した送信元局ＡＰ１
は、無線局ＡＰ２が受信可能な状態であることを認識す
ることが可能となり、ＳＩＦＳ間後に、データパケット
を送信する。データパケットを受信した無線局ＡＰ２
は、データパケットを正常に受信すると、ＳＩＦＳ間
後、無線局ＡＰ３宛のＲＴＳパケットを送信する。

【００１２】データパケット送信完了後、ＳＩＦＳの間
隔でＡＰ３宛のＲＴＳパケットを受信した送信元局ＡＰ
１は、無線局ＡＰ２が正常にデータパケットを受信した
ことを認識する。上記と同様の処理を繰り返し、宛先局
までデータパケットの中継を行う。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】図３，図４において、
無線局ＡＰ２が無線局ＡＰ３宛てのデータパケット送信
完了後に無線局ＡＰ３が無線局４宛のデータパケットの
送信要求があったとする。無線局ＡＰ２から無線局ＡＰ
３宛のデータパケットの送信を完了すると、送信元局Ａ
Ｐ１において設定されていたＮＡＶ期間が終了し、ＤＩ
ＦＳ＋バックオフ処理が開始される。

【００１４】この間、他の局からのパケット送信がない
と、送信元局ＡＰ１は、ＲＴＳパケットを無線局ＡＰ２
宛に送信する。しかし、無線局ＡＰ２は、無線局ＡＰ３
が無線局４宛に送信したＲＴＳパケットによりＮＡＶが
設定され、ＣＴＳパケットを送信出来ない状態である。

【００１５】送信元局ＡＰ１は、一定時間内にＣＴＳパ
ケットを受信しないとＲＴＳパケット再送時に、ＤＩＦ
Ｓ間キャリアセンスを行った後、乱数による待機時間の
選択範囲を長くすることで衝突を避ける２進数バックオ
フ処理が行われる。

【００１６】無線局ＡＰ２のＮＡＶ期間に送信されたＲ
ＴＳパケットは、ＣＴＳパケットが送信されないため無
駄となり、無線チャネル利用効率を下げることになる。
また、このことが繰り返されると待機時間の選択範囲が
大きくなってしまう。

【００１７】そのため、無線局ＡＰ２のＮＡＶ期間が終
了しても、しばらくの間、ＲＴＳパケットの送信を長い
時間待機することが多くなり、データパケット中継に時
間がかかるという問題があった。

【００１８】本発明は、データパケットの送信元の無線
局が、隠れ端末の位置に存在する無線局がデータパケッ
ト中継中には、ＲＴＳパケットを送信しないことによっ
て、無駄なＲＴＳパケットの送信を防ぎ、さらに、隠れ
端末の位置に存在する無線局がデータパケットの中継を
終了すると、ＤＩＦＳ＋バックオフ処理時間でＲＴＳパ
ケットを送信出来る状態とすることによって、無線チャ
ネル利用効率が低下したり、データパケット中継に時間
がかかるという課題を解決することのできる、無線中継
における無線アクセス方法を提供することを目的として
いる。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上述の
課題は、前記特許請求の範囲に記載した手段によって解
決される。すなわち、請求項１の発明は、全ての無線局
は、周辺の通信可能な位置に存在する無線局を周辺無線
局情報として記憶する機能を有し、

【００２０】データパケットの送信元となる無線局（送
信元局Ａ）は、通信ルート上の次の無線局（中継局Ｂ）
に、前記データパケットを送信するとき、中継局Ｂがデ
ータパケットを受信可能な状態であるか否かを確認する
ためのパケット（ＲＴＳパケット）を、その中にデータ
パケットの送信が完了するまでの時間を記述して中継局
Ｂ宛に送信し、

【００２１】ＲＴＳパケットを受信した他の無線局は、
その中に記述されている時間に基づいて、送信元局Ａが
中継局Ｂにデータパケットを送信完了するまでの間、パ
ケットの送信処理を控え、中継局Ｂは、送信元局Ａから
のデータパケットの受信を完了後、更にデータパケット
を中継する場合は、通信ルー卜上の、次の無線局（無線
局Ｃ）宛にＲＴＳパケットを送信して、無線局Ｃにデー
タパケットを送信する準備を行い、

【００２２】送信元局Ａは、中継局ＢからのＲＴＳパケ
ットを、データパケット送信完了後一定時間内に受信す
ると、中継局Ｂが送信元局Ａからのデータパケットを正
常に受信したことを認識し、これらを繰り返すことによ
って、データパケットの中継を行う、無線パケット中継
方法において、

【００２３】ＲＴＳパケット中に、宛先無線局が更に中
継を行うのか、否かを識別する識別子を付与し、送信元
局Ａは、中継局Ｂが送信したＲＴＳパケット中の該識別
子により、宛先の無線局Ｃが更に中継を行うことを知
り、

【００２４】かつ、周辺無線局情報により、無線局Ｃが
隠れ端末の位置に存在すると判断した場合、送信元局Ａ
は、無線局Ｃがさらに通信ルート上次の無線局に対して
データパケットの送信を完了するまでの時間を、前記Ｒ
ＴＳパケット中に記述されている時間により予測し、そ
の間、ＲＴＳパケットの送信処理を控える無線パケット
中継方法である。

【００２５】

【発明の実施の形態】図１，図２は、本発明の実施の形
態の例を示す図であって、無線パケット中継方法の例を
示す図である。図１，図２は、本来は１つのシーケンス
図であるが、所定の大きさに納めるため、図１を（その
１）とし、図２を（その２）として、２つの図に分割し
て示しており、図中の〜は、図１と図２の互いの接
続箇所を示している。

【００２６】これらの図は、データパケットの送信元で
ある送信元局ＡＰ１が、データパケットを無線局ＡＰ２
へ、同じく無線局ＡＰ２が、データパケットを無線局Ａ
Ｐ３ヘ中継しており、さらに、無線局ＡＰ３がデータパ
ケットを宛先である無線局４へ中継している様子を示し
ている。

【００２７】なお、送信元局ＡＰ１と無線局ＡＰ３は隠
れ端末の位置に存在し、互いにキャリアセンスが出来な
い状態であるとする。また、すべての局は周辺に存在す
る無線局へ自局の存在を通知する為に周期的にビーコン
パケットを送信している。このビーコンパケットによ
り、周辺の通信出来る位置に存在する無線局を周辺無線
局情報として、登録することが可能となる。

【００２８】図１の場合、ＡＰ１を例にとると、ＡＰ１
は、ＡＰ２からのビーコンパケットのみを受信する為、
ＡＰ１の周辺無線局情報としてＡＰ２のみが登録されて
いることになる。送信元局ＡＰ１は、データパケットの
送信要求があると、ＤＩＦＳと呼ばれる間、他の端末が
回線を使用しているかどうかを監視する。

【００２９】ＤＩＦＳ間キャリアセンスを行った後回線
が使用されていないことを認識すると、乱数を発生させ
てその値で指定された間だけキャリアセンスを行うバッ
クオフ処理に入る。各局がバックオフ処理を行うこと
で、他の局との衝突の確率を低減することが可能とな
る。

【００３０】ＤＩＦＳ間後、バックオフ処理を行った
後、送信元局ＡＰ１は、この間のキャリアセンスの結
果、回線が使用されていないことを認識すると、無線局
ＡＰ２がデータパケットを受信可能な状態であるか否か
を判断するためのＲＴＳパケットを、データパケットの
送信が完了するまでの時間を記述して、無線局ＡＰ２宛
に送信する。

【００３１】ＲＴＳパケットを受信した無線局ＡＰ２以
外の無線局は、送信元局ＡＰ１がデータパケットを送信
しようとしていることを認識し、この中に記述されてい
る時間をＮＡＶ（Network Allocation Vector ）として
設定する。ＮＡＶ期間終了後、送信するパケットを保持
していればＤＩＦＳ間のキャリアセンス＋バックオフ処
理を始める。

【００３２】ＲＴＳパケットを受信した無線局ＡＰ２
は、データパケットを受信可能な状態であることを認識
すると、ＳＩＦＳ（ＳＩＦＳ＜ＤＩＦＳ）と呼ばれる間
隔で、送信確認応答のためのパケットであるＣＴＳパケ
ットを、送信元局ＡＰ１がデータパケットの送信を完了
するまでの時間を記述して、送信元局ＡＰ１宛に送信す
る。

【００３３】ＣＴＳパケットを受信した送信元局ＡＰ１
以外の無線局（例えば無線局ＡＰ３）は、無線局ＡＰ２
がデータパケットを受信しようとしていることを認識
し、この中に記述されている時間をＮＡＶとして設定す
る。送信するパケットを保持していれば、その後にＤＩ
ＦＳ間のキャリアセンス＋バックオフ処理を始める。

【００３４】ＣＴＳパケットを受信した送信元局ＡＰ１
は、無線局ＡＰ２が受信可能な状態であることを認識す
ることが可能となり、ＳＩＦＳ間後に、データパケット
を送信する。

【００３５】データパケットを受信した無線局ＡＰ２
は、データパケットを正常に受信すると、ＳＩＦＳ間
後、無線局ＡＰ３宛のＲＴＳパケットを送信する。デー
タパケット送信完了後、ＳＩＦＳの間隔でＡＰ３宛のＲ
ＴＳパケットを受信した送信元局ＡＰ１は、無線局ＡＰ
２が正常にデータパケットを受信したことを認識する。

【００３６】ＡＰ２が送信したＲＴＳパケットを受信し
た無線局がさらに中継を行うか否かを判断する方法とし
て、例えば、ＲＴＳパケット中に、更に中継を行うのか
しないのかを識別する識別子とＲＴＳパケットを送信す
る無線局のアドレスを付与する。これによって、無線局
ＡＰ２が無線局ＡＰ３宛に送信していることを、送信元
局ＡＰ１は認識することが可能となる。

【００３７】ここで、送信元局ＡＰ１は、自身が保持す
る周辺無線局情報から、ＲＴＳパケットの宛先は隠れ端
末の位置に存在する無線局ＡＰ３宛であると判断して、
無線局ＡＰ３がデータパケットの送信を完了するまでの
間、つまり、ＲＴＳパケット中に記述されている時間の
２倍をＮＡＶとして設定し、ＲＴＳパケット送信処理を
待機する。ＮＡＶ期間終了後、ＤＩＦＳ間のキャリアセ
ンス＋バックオフ処理が行われ、ＲＴＳパケットが送信
されることになる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の無線パケ
ット中継方法を用いることにより、通信ルート上の、次
の無線局のＮＡＶが設定されている場合に、データパケ
ットの送信元局が無駄なＲＴＳパケットを再送信するこ
とがないから、無線チャネルの利用効率を上げることが
できる。

【００３９】さらに、通信ルート上の次の無線局のＮＡ
Ｖ期間終了後に、データパケットの送信元局が、無駄な
ＲＴＳパケットの再送信によるバックオフ時間増加の影
響を受けることがないから、ＤＩＦＳ＋バックオフ処理
時間で、送信可能となる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の例を示す図（その１）で
ある。

【図２】本発明の実施の形態の例を示す図（その２）で
ある。

【図３】従来の無線パケット中継方法の例を示す図（そ
の１）である。

【図４】従来の無線パケット中継方法の例を示す図（そ
の２）である。

フロントページの続き (72)発明者飯塚正孝東京都千代田区大手町二丁目３番１号日本電信電話株式会社内 (72)発明者守倉正博東京都千代田区大手町二丁目３番１号日本電信電話株式会社内Ｆターム(参考） 5K030 HA08 HB15 JL01 LA03 LD11 LD18 LE16 5K033 CA19 CB06 DA17 DB16 DB18 5K034 AA06 DD03 EE03 FF11 HH65 NN12 QQ08 5K067 AA15 CC08 DD17 EE02 EE06 HH22 HH24 5K072 AA23 BB27 CC02 FF12 FF27

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】全ての無線局は、周辺の通信可能な位置
に存在する無線局を周辺無線局情報として記憶する機能
を有し、データパケットの送信元となる無線局（以下送信元局Ａ
という）は、通信ルート上の次の無線局（以下中継局Ｂ
という）に、前記データパケットを送信するとき、中継
局Ｂがデータパケットを受信可能な状態であるか否かを
確認するためのパケット（以下ＲＴＳパケットという）
を、その中にデータパケットの送信が完了するまでの時
間を記述して中継局Ｂ宛に送信し、ＲＴＳパケットを受信した他の無線局は、その中に記述
されている時間に基づいて、送信元局Ａが中継局Ｂにデ
ータパケットを送信完了するまでの間、パケットの送信
処理を控え、中継局Ｂは、送信元局Ａからのデータパケットの受信を
完了後、更にデータパケットを中継する場合は、通信ル
ー卜上の、次の無線局（以下無線局Ｃという）宛にＲＴ
Ｓパケットを送信して、無線局Ｃにデータパケットを送
信する準備を行い、送信元局Ａは、中継局ＢからのＲＴＳパケットを、デー
タパケット送信完了後一定時間内に受信すると、中継局
Ｂが送信元局Ａからのデータパケットを正常に受信した
ことを認識し、これらを繰り返すことによって、データ
パケットの中継を行う、無線パケット中継方法におい
て、ＲＴＳパケット中に、宛先無線局が更に中継を行うの
か、否かを識別する識別子を付与し、送信元局Ａは、中
継局Ｂが送信したＲＴＳパケット中の該識別子により、
宛先の無線局Ｃが更に中継を行うことを知り、かつ、周辺無線局情報により、無線局Ｃが隠れ端末の位
置に存在すると判断した場合、送信元局Ａは、無線局Ｃ
がさらに通信ルート上次の無線局に対してデータパケッ
トの送信を完了するまでの時間を、前記ＲＴＳパケット
中に記述されている時間により予測し、その間、ＲＴＳ
パケットの送信を抑止することを特徴とする無線パケッ
ト中継方法。