【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、伝送路上に接続された複数の通信端末が、他の通信端末のキャリア信号の検出結果に基づいてデータの送信タイミングを調整することで信号の衝突を防止すると共に、当該データの優先度に応じた優先送信制御を行うことができるメディアアクセス方式に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、新たな通信線を設置することなく高速なデータ通信を行うことを目的として、ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズに代表されるような無線ＬＡＮや、既存の電灯線を利用した電灯線通信などが注目されている。これらの技術を利用することで、一般家屋やビル、店舗内において、電気製品による数Ｍ〜数十Ｍｂｐｓの高速ネットワークを簡易に構築することが可能となる。
【０００３】
これらのネットワークでは、媒体アクセス方式としてＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｗｉｔｈ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）方式が利用されることが多い。ＣＳＭＡ／ＣＡ方式は、各端末が伝送路をモニタリングし、伝送路に一定時間以上継続してキャリアが検出されなかった場合にデータの送信を行う。ここで、この待ち時間は最小限の時間にランダムな長さの待ち時間を加えたもので、これによって直前の通信があってから一定時間後に複数の端末が一斉に送信する事態を防止している。実際にデータが正しく送信されたかは受信側からの送達確認（ＡＣＫ）信号が到着するかどうかで判定し、ＡＣＫ信号がなければ通信障害があったとみなして当該データの再送信を行う。
【０００４】
ＣＳＭＡ／ＣＡ方式を用いたアクセス手順について説明する。図１は、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式によるアクセス手順を表しており、伝送路上には端末１、端末２、端末３の３端末が存在している。図では、左から右方向に時間が進むものとし、左端から時刻Ｔ１０１までは、ネットワーク上のいずれかの端末がデータを送信しているために伝送路がＢＵＳＹ状態となっている（Ｓ１０１）。時刻Ｔ１０１において伝送路上からキャリアが検出されなくなると、ネットワーク上のすべての端末はあらかじめ定められたインターバル時間Ｓ１０２に、端末毎にランダムに決定される衝突回避期間（Ｓ１０３、Ｓ１０４、Ｓ１０５）を加えた時間だけ、データの送出を行わない。このように、端末毎にランダムな衝突回避期間を設けることにより、ＢＵＳＹ状態終了後、複数の端末が同時刻にキャリア送信を開始することを防止している。図１では、端末１の衝突回避期間Ｓ１０３が、端末２および端末３の衝突回避期間（Ｓ１０４およびＳ１０５）よりも小さな値となっているため、端末１は衝突回避期間終了時刻Ｔ１０３においてデータの送信を開始することができる。端末１のデータ送信により伝送路が再びＢＵＳＹ状態となるため、端末２および端末３はＢＵＳＹ状態が終了するまで（より正確には、ＢＵＳＹ状態が終了し、インターバル時間とランダムに決定する衝突回避期間が終了するまで）データ送信を見合わせる。
【０００５】
このように、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式を用いることで、伝送路上で複数の端末が同時にデータを送信する可能性を軽減し、伝送路に対するマルチアクセスを実現することができる。
【０００６】
しかし、この方法では特定のデータを優先的に送信することができない。
【０００７】
そこで、無線ＬＡＮの規格であるＩＥＥＥ８０２．１１シリーズには、ＰＣＦ（Ｐｏｉｎｔ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）というアクセス手順が規定されている。ＰＣＦでは、ネットワーク上で制御端末として動作するアクセスポイントが伝送路に対するアクセス制御を司り、ステーションと呼ばれるその他の端末に対してデータ送信権を順次与えることでマルチアクセスを実現している。
【０００８】
図２に、ＰＣＦによるアクセス手順を示す。ネットワーク上には、１台のアクセスポイントと２台のステーション（端末１、端末２）が存在するものとする。
ＰＣＦを開始するにあたり、時刻Ｔ２０１において、アクセスポイントはＰＣＦ開始を示す信号Ｓ２０１を送出する。これにより伝送路はＢＵＳＹ状態となり、ネットワーク上の各ステーションはアクセスポイントからの許可なくデータを送信することはできなくなる。ＰＣＦによるアクセス制御に入ると、アクセスポイントはネットワーク上の特定のステーション（ここでは端末１）に対してデータ送信許可（ＰＯＬＬ）信号Ｓ２０２を送信する。端末１は、Ｓ２０２が自端末宛であることを確認すると、データＳ２０３を送信する。端末１の送信が完了すると、アクセスポイントは別のステーション（ここでは端末２）に対してＰＯＬＬ信号Ｓ２０４を送信する。端末２は、Ｓ２０４が自端末宛であることを確認すると、データＳ２０５を送信する。このような手順を繰り返した後、アクセスポイントがＰＣＦ終了を示す信号Ｓ２０６を送出し、これによってＰＣＦによるアクセス制御が終了する。
【０００９】
このように、ＰＣＦによってアクセスポイントが各ステーションの送信順序を一元的に管理することで、アクセスポイントが各端末のデータ優先度に応じた優先制御を行うことが可能となる。
【００１０】
また、優先度に応じた衝突回避期間を設定することで、ＣＳＭＡ／ＣＡの範疇で優先制御を実現させているものもある。特許第３２６２９６６号公報（特許文献１）では、各送信データに対して優先度を設定し、優先度が高い送信データほど短い衝突回避期間を設定することで、優先度が高いデータの優先送信を実現している。また、特開２００１−２３７８３９号公報（特許文献２）では、スロット時間の倍数からなる衝突回避期間の設定にあたり、各送信データに対して設定された優先度に応じて、優先度が高いデータほどスロット時間を短くしており、結果として特許第３２６２９６６号と同じ効果を実現している。
【００１１】
【特許文献１】
特許第３２６２９６６号公報
【特許文献２】
特開２００１−２３７８３９号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの方法は必ずしも効率的ではない。
【００１３】
ＰＣＦはアクセスポイントからの制御によってデータ送信を行う端末が決定されるため、伝送路上での衝突が発生しないものの、ＰＯＬＬ信号による伝送効率の低下は免れられない。すなわち、図１では信号Ｓ２０２およびＳ２０４がこれに該当する。実際には、端末での処理時間などを吸収するための空白期間や、さらには信号送信時の立ち上がり／下がり時間などが必要となるため、ＰＯＬＬ信号のようなデータ送信以外の信号を送信することは、大きな効率低下を招く原因となり得る。
【００１４】
また、先に挙げた、ＣＳＭＡ／ＣＡの範疇で優先制御を実現させている２例では、ＰＣＦのＰＯＬＬ信号のような余計な信号は存在しないものの、各送信データに対して設定される衝突回避期間が全て異なることは保証されておらず、データ送信が衝突する可能性があるため、伝送効率の低下を招く原因となる。衝突の確率を低減するためには、ネットワーク上の端末数に対して充分大きな衝突回避期間を設定することが考えられるが、この場合もやはり伝送効率は低下する。
【００１５】
本発明は、上記問題を解決するために考案したものであり、優先度の高い送信データを優先的に送信することを可能にしながらも、余計な信号の発生や送信データの衝突を回避することで、伝送効率を高めることを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、すべての送信データを優先データを非優先データに区別し、優先データを送信する際には、各端末に対して異なった値が設定されるように予め定められた短い衝突回避期間を使用し、非優先データを送信する際には、長い衝突回避期間を使用するようにする。この際、すべての非優先データ送信の際に利用する衝突回避期間を、すべての優先データ送信の際に利用する衝突回避期間よりも長く設定することで、すべての優先データを非優先データよりも優先的に送信させることを可能とする。
【００１７】
図３に、請求項１による衝突回避期間設定方法を示す。図３では、ネットワーク上に端末１から端末４の４台の端末が存在するとする。また、これら４台の端末のうち、端末１、端末２および端末３は優先データを、端末４は非優先データを送信するとする。衝突回避期間はスロット時間の整数倍になるように構成されており、端末１、端末２、端末３および端末４は、それぞれ衝突回避期間Ｓ３０１、Ｓ３０２、Ｓ３０３およびＳ３０４を有し、Ｓ３０２＜Ｓ３０１＜Ｓ３０３＜Ｓ３０４であるとする。すべての優先データの衝突回避期間Ｓ３０１、Ｓ３０２およびＳ３０３を異なった値とし、さらに前記すなわちすべての優先データの衝突回避期間を非優先データの衝突回避期間をＳ３０４より小さな値とする。
【００１８】
請求項２は、優先データ送信用の衝突回避期間として設定可能な値を、優先データを送信する端末数に等しくすることで、優先データ送信用の衝突回避期間を最小限に抑えることを目的としている。すなわち、ネットワーク上に優先データを送信する端末が３台存在する場合は、衝突回避期間を３スロット時間分だけ設け、前記優先データを送信する各端末に対して、それぞれ１スロット時間分、２スロット時間分、および３スロット時間分の衝突回避期間を設定する。
【００１９】
請求項３および４では、優先データを送信する端末が設定する衝突回避期間に関して、これらが予め固定の値に設定されていることを特徴とする。請求項４では、さらに、優先データ内でさらなる優先度を設け、これに従って固定的な衝突回避期間を設定する。すなわち、ネットワーク上に優先データを送信する端末が３台存在する場合、これらの端末にそれぞれ優先度を設定し、優先度の高い端末から順に短い衝突回避期間を設定する。
【００２０】
請求項５および６では、優先データを送信する端末が設定する衝突回避期間の値が、衝突回避期間が開始される毎に動的に設定されていることを特徴とする。
さらに、請求項６の方法では、優先データを送信する可能性がある端末の衝突回避期間を衝突回避期間が開始される毎に順に設定する。すなわち、ネットワーク上に優先データを送信する端末が３台存在する場合、衝突回避期間が開始される毎に各端末に衝突回避期間を個別設定するが、この際に毎回異なった値を設定するようにする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明を行う。
【００２２】
（実施の形態１）
請求項２に基づく実施例を以下に述べる。この例では、ネットワーク上に端末１から端末４の４台の端末が存在し、これら４台の端末のうち、端末１、端末２および端末３は優先データを、端末４は非優先データを送信するとする。また、ネットワーク上のすべての端末は、互いに情報を交換するか、情報を集中的に管理する端末から取得するかなどの手段により、３台の端末が優先データを送信すること、並びに自端末に設定すべき衝突回避期間を把握している。
【００２３】
図４に、実施の形態１における衝突回避期間設定方法を示す。衝突回避期間は全体で６スロット時間分だけ確保されており、前３スロット時間分を優先データ送信用衝突回避期間Ｓ４１０、後ろ３スロット時間分を非優先データ送信用衝突回避期間Ｓ４１１とする。優先データを送信する端末は、前記優先データ送信用衝突回避期間Ｓ４１０の間にキャリア検出が終了するように衝突回避期間を設定することができるが、非優先データを送信する端末は、前記非優先データ送信用衝突回避期間Ｓ４１１の間にキャリア検出が終了するように衝突回避期間を設定しなければならない。
【００２４】
伝送路がＢＵＳＹ状態から解放されると、ネットワーク上の各端末は衝突回避期間に突入する。ここで、各端末は前記ルールに従って衝突回避期間を決定する。優先データを送信する端末は、前記優先データ送信用衝突回避期間Ｓ４１０内に、それぞれが異なる値を取るように衝突回避期間を決定する。ここでは、端末１は衝突回避期間Ｓ４０１として２スロット時間、端末２は衝突回避期間Ｓ４０２として１スロット時間、端末３は衝突回避期間Ｓ４０３として３スロット時間を設定する。また、非優先データを送信する端末は、前記非優先データ送信用衝突回避期間Ｓ４１１内にランダムな値を設定する。ここでは、端末４は衝突回避期間Ｓ４０４として５スロット時間を設定する。
【００２５】
ＢＵＳＹ状態終了後、１スロット時間毎に、図のように時刻Ｔ４０１からＴ４０６を規定する。本実施の形態では、端末２が最小の衝突回避期間（１スロット時間分）を持っているため、端末２が送信データを有している場合、時刻Ｔ４０２において端末２はデータ送信を開始する。これにより伝送路がＢＵＳＹ状態となるため、他の端末は端末２の送信が完了するまで、より正確には端末２の送信が完了した後の競合制御において送信権を獲得するまではデータ送信を見合わせる。
【００２６】
端末２が送信データを有していない場合、時刻Ｔ４０３において端末２がデータ送信を行っていなければ、時刻Ｔ４０３で衝突回避期間が終了する端末１に送信権が与えられる。以降同様に、端末１もデータ送信を行わなかった場合、時刻Ｔ４０４において衝突回避期間が終了する端末３に送信権が与えられる。さらに、端末３もデータ送信を行わなかった場合、時刻Ｔ４０６において端末４に非優先データの送信権が与えられる。
【００２７】
このように、請求項２の方法によって、すべての優先データを非優先データよりも優先的に伝送することが可能となることがわかる。
【００２８】
（実施の形態２）
次に、請求項４に基づく実施の形態を以下に述べる。この例では、ネットワーク上に端末１から端末４の４台の端末が存在し、これら４台の端末のうち、端末１、端末２および端末３は優先データを、端末４は非優先データを送信するとする。また、優先データを送信する各端末には優先度が設定されており、端末１、端末２および端末３の優先度は、それぞれ３、１、および２であるとする（この値が小さいほど優先度が高いとする）。ネットワーク上のすべての端末は、互いに情報を交換するか、情報を集中的に管理する端末から取得するかなどの手段により、３台の端末が優先データを送信することを把握している。また、優先データを送信するすべての端末は、互いに情報を交換するか、情報を集中的に管理する端末から取得するかなどの手段により、自らの優先度を把握している。
【００２９】
図５に、請求項４による衝突回避期間設定方法を示す。図５では、３回のデータ送信の区間が示されている。１回目は時刻Ｔ５０１からＴ５１１まで（Ｓ５５１）、２回目は時刻Ｔ５１１からＴ５２１まで（Ｓ５５２）、３回目は時刻Ｔ５２１以降（Ｓ５５３）となる。それぞれの区間において、衝突回避期間は全体で６スロット時間分だけ確保されており、前３スロット時間分を優先データ送信用衝突回避期間、後ろ３スロット時間分を非優先データ送信用衝突回避期間とする。優先データを送信する端末は、それぞれのデータ送信の区間において、優先データ送信用衝突回避期間の間にキャリア検出が終了するように衝突回避期間を設定することができるが、非優先データを送信する端末は、それぞれのデータ送信の区間において、非優先データ送信用衝突回避期間の間にキャリア検出が終了するように衝突回避期間を設定しなければならない。
【００３０】
伝送路がＢＵＳＹ状態から解放されると、ネットワーク上の各端末は次のデータ送信区間に突入し、各端末は衝突回避期間を決定する。優先データを送信する端末は、自端末の優先度に従って衝突回避期間を設定する。すなわち、端末１は優先度が３であるため、時刻Ｔ５０１から３スロット時間を衝突回避期間とする。同様に、端末２および端末３はそれぞれ優先度が１および２であるため、時刻Ｔ５０１から１スロット時間および２スロット時間を、それぞれ衝突回避期間とする。また、非優先データを送信する端末は、非優先データ送信用衝突回避期間内にランダムな値を設定する。ここでは、端末４は衝突回避期間として５スロット時間を設定する。
【００３１】
時刻Ｔ５０１においてＢＵＳＹ状態終了後、図のように時刻Ｔ５０５までをスロット時間単位で規定する。本実施の形態では、最初のデータ送信の区間Ｓ５５１において端末２が最小の衝突回避期間（１スロット時間分）を持っているため、端末２が送信データを有している場合、時刻Ｔ５０２において端末２はデータ送信を開始する。これにより伝送路がＢＵＳＹ状態となるため、他の端末は区間Ｓ５５１におけるデータ送信を見合わせる。
【００３２】
端末２が送信データを有していない場合、時刻Ｔ５０３において端末２がデータ送信を行っていなければ、時刻Ｔ５０３で衝突回避期間が終了する端末３に送信権が与えられる。以降同様に、端末３もデータ送信を行わなかった場合、時刻Ｔ５０４において衝突回避期間が終了する端末１に送信権が与えられる。さらに、端末３もデータ送信を行わなかった場合、時刻Ｔ５０５において端末４に非優先データの送信権が与えられる。
【００３３】
ここでは、区間Ｓ５５１において端末２がデータ送信を行ったとする。時刻Ｔ５１１において端末２のデータ送信が完了し、伝送路がＢＵＳＹ状態から解放されると、ネットワーク上の各端末はデータ送信区間Ｓ５５２の再度衝突回避期間に突入する。ここで、優先データを送信するすべての端末は、区間Ｓ５５２においても区間Ｓ５５１で設定した値と同じ値を衝突回避期間として設定する。すなわち、端末１、端末２および端末３は、それぞれ衝突回避期間を３スロット時間、１スロット時間および２スロット時間とする。
【００３４】
以降、データ送信区間Ｓ５５３においても同様に衝突回避期間が設定される。
この手順により、最高優先度を有する端末２はすべてのデータ送信区間において最初に送信権を獲得することができ、非常に高い優先送信権を獲得することができる。
【００３５】
（実施の形態３）
最後に、請求項６に基づく実施の形態を以下に述べる。この例では、ネットワーク上に端末１から端末４の４台の端末が存在し、これら４台の端末のうち、端末１、端末２および端末３は優先データを、端末４は非優先データを送信するとする。ネットワーク上のすべての端末は、互いに情報を交換するか、情報を集中的に管理する端末から取得するかなどの手段により、３台の端末が優先データを送信することを把握している。また、優先データを送信するすべての端末は、互いに情報を交換するか、情報を集中的に管理する端末から取得するかなどの手段により、初期状態において優先データを送信するすべての端末に設定される衝突回避期間を把握している。
【００３６】
図６に、請求項６による衝突回避期間設定方法を示す。図６では、３回のデータ送信の区間が示されている。１回目は時刻Ｔ６０１からＴ６１１まで（Ｓ６５１）、２回目は時刻Ｔ６１１からＴ６２１まで（Ｓ６５２）、３回目は時刻Ｔ６２１以降（Ｓ６５３）となる。それぞれの区間において、衝突回避期間は全体で６スロット時間分だけ確保されており、前３スロット時間分を優先データ送信用衝突回避期間、後ろ３スロット時間分を非優先データ送信用衝突回避期間とする。優先データを送信する端末は、それぞれのデータ送信の区間において、優先データ送信用衝突回避期間の間にキャリア検出が終了するように衝突回避期間を設定することができるが、非優先データを送信する端末は、それぞれのデータ送信の区間において、非優先データ送信用衝突回避期間の間にキャリア検出が終了するように衝突回避期間を設定しなければならない。
【００３７】
伝送路がＢＵＳＹ状態から解放されると、ネットワーク上の各端末は次のデータ送信区間に突入し、各端末は衝突回避期間を決定する。優先データを送信する端末は、前回のデータ送信区間における衝突回避期間に基づいて、衝突回避期間を決定するが、区間Ｓ６５１では初期値として以下の値を設定しておく。すなわち、端末１、端末２および端末３に対して、それぞれ３スロット時間、１スロット時間、および２スロット時間を、衝突回避期間として設定する。また、非優先データを送信する端末は、非優先データ送信用衝突回避期間内にランダムな値を設定する。ここでは、端末４は衝突回避期間として５スロット時間を設定する。
【００３８】
時刻Ｔ６０１においてＢＵＳＹ状態終了後、図のように時刻Ｔ６０５までをスロット時間単位で規定する。本実施の形態では、最初のデータ送信の区間Ｓ６５１において端末２が最小の衝突回避期間（１スロット時間分）を持っているため、端末２が送信データを有している場合、時刻Ｔ６０２において端末２はデータ送信を開始する。これにより伝送路がＢＵＳＹ状態となるため、他の端末は区間Ｓ６５１におけるデータ送信を見合わせる。
【００３９】
端末２が送信データを有していない場合、時刻Ｔ６０３において端末２がデータ送信を行っていなければ、時刻Ｔ６０３で衝突回避期間が終了する端末３に送信権が与えられる。以降同様に、端末３もデータ送信を行わなかった場合、時刻Ｔ６０４において衝突回避期間が終了する端末１に送信権が与えられる。さらに、端末３もデータ送信を行わなかった場合、時刻Ｔ６０５において端末４に非優先データの送信権が与えられる。
【００４０】
以降、データ送信区間Ｓ６５２および区間Ｓ６５３においては、前回のデータ送信区間における衝突回避期間に基づき、予め定められたルールに従って衝突回避期間が決定される。本実施の形態では、次のようなルールを規定する。すなわち、端末１は前回のデータ送信区間において端末３が使用した衝突回避期間を使用する。端末２は前回のデータ送信区間において端末１が使用した衝突回避期間を使用する。そして、端末３は前回のデータ送信区間において端末２が使用した衝突回避期間を使用する。なお、初回のデータ送信区間のみ、優先データを送信するすべての端末は、予め定められた衝突回避期間を使用する。
【００４１】
前記ルールに従い、端末１、端末２および端末３は、時刻Ｔ６１１において開始されるデータ送信区間Ｓ６５２において、それぞれ２スロット時間、３スロット時間、および１スロット時間を、衝突回避期間として設定する。これにより、時刻Ｔ６１２において端末３にデータ送信権が与えられるため、時刻Ｔ６１２において端末３が送信データを有していれば、端末３はデータ送信を開始する。端末３が送信データを有していない場合、時刻Ｔ６１３において端末１が送信権を獲得し、以降、Ｔ６１４およびＴ６１５においてそれぞれ端末２および端末４が順次送信権を獲得する可能性があることについては、区間Ｓ６５１と同様である。
【００４２】
さらに、時刻Ｔ６２１から開始されるデータ送信区間Ｓ６５３においては、前記ルールに従って端末１が最小の衝突回避期間（１スロット時間分）を持つため、時刻Ｔ６２２において端末１がデータ送信権を獲得する。
【００４３】
このようにすることで、優先データを送信するすべての端末が、公平に送信機会を得ることができる。
【００４４】
しかし、無線誤り等によってデータ送信区間を正確に把握できなくなる場合があるが、前記ルールのみに従って衝突回避期間を決定すれば、端末毎に設定の食い違いが発生した場合にこれを修正することができない。そこで、図７のような衝突回避期間決定アルゴリズムを用いることで、これを回避する。
【００４５】
図７は、実施の形態３における衝突回避期間決定アルゴリズムを示している。
ステップ７０１においてデータ送信区間が開始されると、各端末はまず前の送信区間において自らが送信したデータが衝突したかどうかを判断する（ステップ７０２）。これは、端末毎の設定の食い違いが発生した場合にこれを修正するための処理であり、データの衝突があった場合は、当該データ送信区間におけるデータ送信を見合わせる（ステップ７０３）。
【００４６】
前の送信区間において自らが送信したデータが衝突しなかった、もしくは前の送信区間においてデータ送信をしなかった場合は、続いて前のデータ送信区間において送信データを補足できたかどうかを判断する（ステップ７０４）。前の送信区間において自端末がデータ送信を行った場合、もしくは他の端末が送信したデータを補足できた場合は、補足されたデータの送信端末、ならびに送信タイミングから、今回のデータ送信区間における衝突回避期間を決定する。図６におけるルールに従うと、例えば端末１は、前回のデータ送信区間において衝突回避期間の第２スロットで端末２がデータ送信を行ったとすれば、前回のデータ送信区間において端末２が１スロット時間分の衝突回避期間を持っていたことが分かるため、前回のデータ送信区間における端末３の衝突回避期間と推定される２スロット時間を今回の衝突回避期間に設定する。
【００４７】
前のデータ送信区間における送信データを補足できなかった場合、すなわち前のデータ送信区間においてデータ送信を行った端末が存在しない場合などは、各端末は前のデータ送信区間における衝突回避期間を基準に今回のデータ送信区間における衝突回避期間を決定する。
【００４８】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によると、優先データの送信優先性と衝突回避を両立させることができる。さらに、各優先データに対してさらに細かな優先度を設定することが可能となる。
【００４９】
また、請求項２記載の発明によると、優先データに割り当てられる衝突回避期間の最大値を最小に抑えることができるため、伝送効率を高めることができる。
【００５０】
また、請求項３または請求項４記載の発明によると、優先データ内にさらに細かな優先度を設定することが可能となり、きめ細やかな優先制御が可能となる。
【００５１】
また、請求項５または請求項６記載の発明によると、優先データを送信するすべての端末に対して公平にデータ送信を行う権利を与えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術（ＣＳＭＡ／ＣＡ）による手順を示す図
【図２】従来技術（ＰＣＦ）による手順を示す図
【図３】本発明の請求項１による衝突回避期間の設定を示す図
【図４】本発明の実施の形態１におけるマルチアクセス方法を示す図
【図５】本発明の実施の形態２におけるマルチアクセス方法を示す図
【図６】本発明の実施の形態３におけるマルチアクセス方法を示す図
【図７】本発明の実施の形態３における衝突回避期間の決定方法を示す図
【符号の説明】
Ｓ４０１〜Ｓ４０４ 衝突回避期間
Ｓ４１０ 優先データ送信用衝突回避期間
Ｓ４１１ 非優先データ送信用衝突回避期間
Ｔ４０１〜Ｔ４０６ 時刻[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
According to the present invention, a plurality of communication terminals connected on a transmission path adjust a data transmission timing based on a detection result of a carrier signal of another communication terminal to prevent a signal collision and to prioritize the data. The present invention relates to a media access method capable of performing priority transmission control according to a degree.
[0002]
[Prior art]
In recent years, for the purpose of performing high-speed data communication without installing a new communication line, a wireless LAN typified by the IEEE 802.11 series, a power line communication using an existing power line, and the like have been attracting attention. ing. By using these technologies, it is possible to easily construct a high-speed network of several M to several tens of Mbps by electric appliances in a general house, building, or store.
[0003]
In these networks, a CSMA / CA (Carrier Sense Multiple Access With Collision Aidance) system is often used as a medium access system. In the CSMA / CA method, each terminal monitors a transmission path, and transmits data when a carrier is not detected in the transmission path for a predetermined time or more. Here, this waiting time is obtained by adding a waiting time of a random length to the minimum time, thereby preventing a situation in which a plurality of terminals transmit at the same time after a predetermined time from the immediately preceding communication. I have. Whether the data has actually been transmitted correctly is determined by the arrival of an acknowledgment (ACK) signal from the receiving side. If there is no ACK signal, it is determined that a communication failure has occurred and the data is retransmitted.
[0004]
An access procedure using the CSMA / CA method will be described. FIG. 1 shows an access procedure according to the CSMA / CA method, and three terminals, a terminal 1, a terminal 2, and a terminal 3, exist on a transmission path. In the figure, it is assumed that the time advances from left to right, and from the left end to time T101, the transmission path is in the BUSY state because any terminal on the network is transmitting data (S101). When no carrier is detected from the transmission line at time T101, all the terminals on the network add a collision avoidance period (S103, S104, S105) randomly determined for each terminal to a predetermined interval time S102. The data is not sent for the time. Thus, by providing a random collision avoidance period for each terminal, it is possible to prevent a plurality of terminals from starting carrier transmission at the same time after the BUSY state ends. In FIG. 1, since the collision avoidance period S103 of the terminal 1 is smaller than the collision avoidance periods (S104 and S105) of the terminal 2 and the terminal 3, the terminal 1 transmits data at the collision avoidance period end time T103. Can be started. Since the transmission path is again in the BUSY state due to the data transmission of the terminal 1, the terminals 2 and 3 remain in the BUSY state (more precisely, the BUSY state ends and the collision avoidance period determined randomly as the interval time). Until data transmission is completed).
[0005]
As described above, by using the CSMA / CA scheme, it is possible to reduce the possibility that a plurality of terminals simultaneously transmit data on a transmission path, and realize multi-access to the transmission path.
[0006]
However, this method cannot transmit specific data preferentially.
[0007]
Therefore, an access procedure called PCF (Point Coordination Function) is defined in the IEEE 802.11 series, which is a wireless LAN standard. In the PCF, an access point operating as a control terminal on a network controls access to a transmission line, and sequentially grants a data transmission right to another terminal called a station to realize multi-access.
[0008]
FIG. 2 shows an access procedure by the PCF. It is assumed that one access point and two stations (terminal 1 and terminal 2) exist on the network.
When starting the PCF, at time T201, the access point sends out a signal S201 indicating the start of the PCF. As a result, the transmission path becomes BUSY, and each station on the network cannot transmit data without permission from the access point. When the access control by the PCF is started, the access point transmits a data transmission permission (POLL) signal S202 to a specific station (terminal 1 in this case) on the network. When confirming that S202 is addressed to the terminal itself, the terminal 1 transmits data S203. When the transmission of the terminal 1 is completed, the access point transmits a POLL signal S204 to another station (the terminal 2 in this case). Terminal 2 transmits data S205 when confirming that S204 is addressed to itself. After repeating such a procedure, the access point sends a signal S206 indicating the end of the PCF, whereby the access control by the PCF ends.
[0009]
As described above, the access point centrally manages the transmission order of each station by the PCF, so that the access point can perform priority control according to the data priority of each terminal.
[0010]
In some cases, priority control is realized in the category of CSMA / CA by setting a collision avoidance period according to the priority. In Japanese Patent No. 3262966 (Patent Document 1), priority is set for each piece of transmission data, and a shorter collision avoidance period is set for transmission data with higher priority, so that priority transmission of data with higher priority is performed. Has been realized. In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-237839 (Patent Document 2), when setting a collision avoidance period consisting of a multiple of the slot time, data having higher priority is set according to the priority set for each transmission data. The slot time is shortened, and as a result, the same effect as that of Japanese Patent No. 3262966 is realized.
[0011]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 3262966
[Patent Document 2]
JP 2001-237839 A
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, these methods are not always efficient.
[0013]
In the PCF, a terminal that performs data transmission is determined by control from an access point. Therefore, although collision on a transmission path does not occur, a decrease in transmission efficiency due to a POLL signal is inevitable. That is, in FIG. 1, the signals S202 and S204 correspond to this. Actually, it is necessary to transmit a signal other than data transmission, such as a POLL signal, because a blank period for absorbing the processing time at the terminal and a rise / fall time at the time of signal transmission are required. Can cause a large decrease in efficiency.
[0014]
Further, in the above-described two examples in which priority control is realized in the category of CSMA / CA, although there is no unnecessary signal such as the POLL signal of the PCF, collision avoidance set for each transmission data is not performed. It is not guaranteed that the periods are all different, and there is a possibility that data transmission will collide, which causes a reduction in transmission efficiency. To reduce the probability of collision, it is conceivable to set a sufficiently large collision avoidance period for the number of terminals on the network. However, in this case, the transmission efficiency also decreases.
[0015]
The present invention has been devised in order to solve the above-described problem, and it is possible to preferentially transmit high-priority transmission data, while avoiding generation of unnecessary signals and collision of transmission data. Therefore, an object is to increase transmission efficiency.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention distinguishes all transmission data from priority data as non-priority data, and when transmitting priority data, different values are set for each terminal. A short collision avoidance period is used, and a long collision avoidance period is used when transmitting non-priority data. At this time, by setting the collision avoidance period used for transmitting all non-priority data longer than the collision avoidance period used for transmitting all priority data, This enables transmission with priority.
[0017]
FIG. 3 shows a collision avoidance period setting method according to claim 1. In FIG. 3, it is assumed that there are four terminals 1 to 4 on the network. Also, suppose that terminal 1, terminal 2 and terminal 3 transmit priority data and terminal 4 transmits non-priority data among these four terminals. The collision avoidance period is configured to be an integral multiple of the slot time. Terminal 1, terminal 2, terminal 3, and terminal 4 have collision avoidance periods S301, S302, S303, and S304, respectively, and S302 <S301 < It is assumed that S303 <S304. The collision avoidance periods S301, S302, and S303 of all the priority data are set to different values, and the collision avoidance period of all the priority data is set to a value smaller than the collision avoidance period of the non-priority data.
[0018]
A second object of the present invention is to minimize the collision avoidance period for priority data transmission by making the value that can be set as the collision avoidance period for priority data transmission equal to the number of terminals transmitting priority data. I have. That is, when there are three terminals transmitting priority data on the network, a collision avoidance period is provided for three slot times, and each terminal transmitting the priority data is provided for one slot time and two slots for each terminal transmitting the priority data. A collision avoidance period is set for a time period of 3 slots.
[0019]
Claims 3 and 4 are characterized in that the collision avoidance periods set by the terminal transmitting the priority data are preset to fixed values. According to claim 4, further priority is set in the priority data, and a fixed collision avoidance period is set according to the priority. That is, when there are three terminals that transmit priority data on the network, priority is set for each of these terminals, and short collision avoidance periods are set in order from the terminal with the highest priority.
[0020]
Claims 5 and 6 are characterized in that the value of the collision avoidance period set by the terminal transmitting the priority data is dynamically set each time the collision avoidance period starts.
Further, in the method according to claim 6, the collision avoidance period of the terminal that may transmit the priority data is set in order every time the collision avoidance period starts. That is, when there are three terminals that transmit priority data on the network, the collision avoidance period is individually set for each terminal every time the collision avoidance period starts, and a different value is set each time. To
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0022]
(Embodiment 1)
An embodiment according to claim 2 is described below. In this example, there are four terminals, terminal 1 to terminal 4, on the network. Of these four terminals, terminal 1, terminal 2 and terminal 3 transmit priority data, and terminal 4 transmits non-priority data. Then In addition, all the terminals on the network exchange information with each other or obtain information from a terminal that centrally manages information, so that three terminals transmit priority data, and Know the collision avoidance period to be set.
[0023]
FIG. 4 shows a collision avoidance period setting method according to the first embodiment. The collision avoidance period is secured for a total of six slot times. The first three slot times are referred to as a priority data transmission collision avoidance period S410, and the last three slot times are referred to as a non-priority data transmission collision avoidance period S411. The terminal that transmits the priority data can set the collision avoidance period so that the carrier detection ends during the collision avoidance period for priority data transmission S410, but the terminal that transmits the non-priority data has the non-priority data. The collision avoidance period must be set so that the carrier detection ends during the data transmission collision avoidance period S411.
[0024]
When the transmission path is released from the BUSY state, each terminal on the network enters a collision avoidance period. Here, each terminal determines a collision avoidance period in accordance with the rule. The terminal transmitting the priority data determines the collision avoidance period so that each terminal takes a different value within the priority data transmission collision avoidance period S410. Here, the terminal 1 sets two slot times as the collision avoidance period S401, the terminal 2 sets one slot time as the collision avoidance period S402, and the terminal 3 sets three slot times as the collision avoidance period S403. The terminal transmitting the non-priority data sets a random value in the non-priority data transmission collision avoidance period S411. Here, the terminal 4 sets five slot times as the collision avoidance period S404.
[0025]
After the end of the BUSY state, times T401 to T406 are defined every slot time as shown in the figure. In the present embodiment, since terminal 2 has the minimum collision avoidance period (one slot time), if terminal 2 has transmission data, terminal 2 starts data transmission at time T402. This causes the transmission path to be in the BUSY state, so that other terminals do not transmit data until the transmission of the terminal 2 is completed, or more precisely, until the transmission right is acquired in the contention control after the transmission of the terminal 2 is completed. Forgo.
[0026]
If the terminal 2 has no transmission data and the terminal 2 is not transmitting data at the time T403, the transmission right is given to the terminal 1 whose collision avoidance period ends at the time T403. Similarly, if the terminal 1 does not perform data transmission, the transmission right is given to the terminal 3 whose collision avoidance period ends at time T404. Further, when the terminal 3 has not transmitted data, the terminal 4 is given a right to transmit non-priority data at time T406.
[0027]
Thus, it can be seen that the method of claim 2 makes it possible to transmit all priority data with higher priority than non-priority data.
[0028]
(Embodiment 2)
Next, an embodiment based on claim 4 will be described below. In this example, there are four terminals, terminal 1 to terminal 4, on the network. Of these four terminals, terminal 1, terminal 2 and terminal 3 transmit priority data, and terminal 4 transmits non-priority data. Then Also, priorities are set for the terminals that transmit the priority data, and the priorities of the terminals 1, 2, and 3 are 3, 1, and 2, respectively (the smaller the value, the higher the priority). Degree is high). All terminals on the network recognize that three terminals transmit priority data by means of exchanging information with each other or acquiring information from a terminal that centrally manages information. In addition, all the terminals that transmit the priority data grasp their priorities by means such as exchanging information with each other or acquiring information from a terminal that centrally manages information.
[0029]
FIG. 5 shows a collision avoidance period setting method according to a fourth aspect. FIG. 5 shows a section of three data transmissions. The first time is from time T501 to T511 (S551), the second time is from time T511 to T521 (S552), and the third time is after time T521 (S553). In each section, the collision avoidance period is secured for a total of six slot times. The first three slot times are the collision avoidance period for priority data transmission, and the last three slot times are the collision avoidance period for non-priority data transmission. I do. The terminal that transmits the priority data can set the collision avoidance period so that the carrier detection ends during the priority data transmission collision avoidance period in each data transmission section, but transmits the non-priority data. The terminal must set the collision avoidance period so that carrier detection ends during the non-priority data transmission collision avoidance period in each data transmission section.
[0030]
When the transmission path is released from the BUSY state, each terminal on the network enters the next data transmission section, and each terminal determines a collision avoidance period. The terminal transmitting the priority data sets the collision avoidance period according to its own priority. That is, since the terminal 1 has the priority of 3, the time slot 3 from the time T501 is set as the collision avoidance period. Similarly, since the terminal 2 and the terminal 3 have the priorities 1 and 2, respectively, the one slot time and the two slot time from the time T501 are set as the collision avoidance periods, respectively. The terminal transmitting the non-priority data sets a random value within the non-priority data transmission collision avoidance period. Here, the terminal 4 sets 5 slot times as the collision avoidance period.
[0031]
After the end of the BUSY state at time T501, a period up to time T505 is defined in slot time units as shown in the figure. In this embodiment, since terminal 2 has the minimum collision avoidance period (for one slot time) in section S551 of the first data transmission, if terminal 2 has transmission data, terminal 2 at time T502 2 starts data transmission. This causes the transmission path to be in the BUSY state, so that the other terminals cancel the data transmission in the section S551.
[0032]
If the terminal 2 has no transmission data and the terminal 2 is not transmitting data at the time T503, a transmission right is given to the terminal 3 whose collision avoidance period ends at the time T503. Similarly, if the terminal 3 has not performed data transmission, the transmission right is given to the terminal 1 whose collision avoidance period ends at time T504. Further, when the terminal 3 has not transmitted data, the terminal 4 is given a right to transmit non-priority data at time T505.
[0033]
Here, it is assumed that terminal 2 has performed data transmission in section S551. When the data transmission of the terminal 2 is completed at time T511 and the transmission path is released from the BUSY state, each terminal on the network enters the collision avoidance period again in the data transmission section S552. Here, all the terminals transmitting the priority data also set the same value as the value set in the section S551 as the collision avoidance period in the section S552. That is, the terminal 1, the terminal 2 and the terminal 3 set the collision avoidance period to 3 slot time, 1 slot time and 2 slot time, respectively.
[0034]
Thereafter, a collision avoidance period is similarly set in the data transmission section S553.
According to this procedure, the terminal 2 having the highest priority can first acquire the transmission right in all data transmission sections, and can acquire a very high priority transmission right.
[0035]
(Embodiment 3)
Finally, an embodiment based on claim 6 will be described below. In this example, there are four terminals, terminal 1 to terminal 4, on the network. Of these four terminals, terminal 1, terminal 2 and terminal 3 transmit priority data, and terminal 4 transmits non-priority data. Then All terminals on the network recognize that three terminals transmit priority data by means of exchanging information with each other or acquiring information from a terminal that centrally manages information. In addition, all terminals that transmit priority data are set to all terminals that transmit priority data in the initial state by means such as exchanging information with each other or acquiring information from a terminal that centrally manages information. The collision avoidance period.
[0036]
FIG. 6 shows a collision avoidance period setting method according to a sixth aspect. FIG. 6 shows a section of three data transmissions. The first time is from time T601 to T611 (S651), the second time is from time T611 to T621 (S652), and the third time is after time T621 (S653). In each section, the collision avoidance period is secured for a total of six slot times. The first three slot times are the collision avoidance period for priority data transmission, and the last three slot times are the collision avoidance period for non-priority data transmission. I do. The terminal that transmits the priority data can set the collision avoidance period so that the carrier detection ends during the priority data transmission collision avoidance period in each data transmission section, but transmits the non-priority data. The terminal must set the collision avoidance period so that carrier detection ends during the non-priority data transmission collision avoidance period in each data transmission section.
[0037]
When the transmission path is released from the BUSY state, each terminal on the network enters the next data transmission section, and each terminal determines a collision avoidance period. The terminal that transmits the priority data determines the collision avoidance period based on the collision avoidance period in the previous data transmission section, but sets the following values as the initial values in the section S651. That is, for the terminal 1, the terminal 2, and the terminal 3, the three-slot time, the one-slot time, and the two-slot time are set as the collision avoidance periods. The terminal transmitting the non-priority data sets a random value within the non-priority data transmission collision avoidance period. Here, the terminal 4 sets 5 slot times as the collision avoidance period.
[0038]
After the end of the BUSY state at time T601, as shown in the figure, up to time T605 is defined in slot time units. In the present embodiment, since terminal 2 has the minimum collision avoidance period (for one slot time) in section S651 of the first data transmission, if terminal 2 has transmission data, terminal 2 at time T602 2 starts data transmission. This causes the transmission path to be in the BUSY state, so that the other terminals cancel the data transmission in the section S651.
[0039]
If the terminal 2 has no transmission data and the terminal 2 is not transmitting data at the time T603, the transmission right is given to the terminal 3 whose collision avoidance period ends at the time T603. Similarly, if the terminal 3 does not perform data transmission, the terminal 1 whose collision avoidance period ends at time T604 is given a transmission right. Further, when the terminal 3 has not transmitted data, the terminal 4 is given a right to transmit non-priority data at time T605.
[0040]
Thereafter, in the data transmission section S652 and the section S653, the collision avoidance period is determined according to a predetermined rule based on the collision avoidance period in the previous data transmission section. In the present embodiment, the following rules are defined. That is, the terminal 1 uses the collision avoidance period used by the terminal 3 in the previous data transmission section. The terminal 2 uses the collision avoidance period used by the terminal 1 in the previous data transmission section. Then, the terminal 3 uses the collision avoidance period used by the terminal 2 in the previous data transmission section. Note that all terminals transmitting priority data only in the first data transmission section use a predetermined collision avoidance period.
[0041]
According to the rule, the terminal 1, the terminal 2, and the terminal 3 set the two-slot time, the three-slot time, and the one-slot time as the collision avoidance periods in the data transmission section S652 started at the time T611. Thereby, the data transmission right is given to the terminal 3 at the time T612, and if the terminal 3 has transmission data at the time T612, the terminal 3 starts data transmission. If the terminal 3 has no transmission data, the terminal 1 acquires the transmission right at time T613, and thereafter, the terminals 2 and 4 may sequentially acquire the transmission right at T614 and T615, respectively. , Section S651.
[0042]
Further, in the data transmission section S653 starting from time T621, since the terminal 1 has the minimum collision avoidance period (one slot time) according to the rule, the terminal 1 acquires the data transmission right at time T622.
[0043]
In this way, all terminals transmitting priority data can obtain a transmission opportunity fairly.
[0044]
However, it may not be possible to accurately grasp the data transmission section due to a radio error or the like. However, if the collision avoidance period is determined only according to the above rule, when a setting discrepancy occurs for each terminal, this cannot be corrected. . Therefore, this is avoided by using a collision avoidance period determination algorithm as shown in FIG.
[0045]
FIG. 7 shows a collision avoidance period determination algorithm according to the third embodiment.
When the data transmission section starts in step 701, each terminal first determines whether or not the data transmitted by itself has collided in the previous transmission section (step 702). This is a process for correcting a discrepancy in the setting of each terminal, and if there is a data collision, the data transmission in the data transmission section is suspended (step 703).
[0046]
If the data transmitted by itself did not collide in the previous transmission section or did not transmit data in the previous transmission section, then it is determined whether the transmission data could be supplemented in the previous data transmission section ( Step 704). If the own terminal has performed data transmission in the previous transmission section, or if the data transmitted by other terminals has been supplemented, the collision in the current data transmission section is determined from the transmission terminal of the supplemented data and the transmission timing. Determine the avoidance period. According to the rule in FIG. 6, for example, if the terminal 2 transmits data in the second slot of the collision avoidance period in the previous data transmission section, the terminal 1 Therefore, the two-slot time estimated as the collision avoidance period of the terminal 3 in the previous data transmission section is set as the current collision avoidance period.
[0047]
If the transmission data in the previous data transmission section could not be supplemented, that is, if there was no terminal that performed data transmission in the previous data transmission section, each terminal is based on the collision avoidance period in the previous data transmission section. The collision avoidance period in the current data transmission section is determined.
[0048]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, transmission priority of priority data and collision avoidance can both be achieved. Further, it is possible to set more detailed priorities for each priority data.
[0049]
According to the second aspect of the present invention, the maximum value of the collision avoidance period allocated to the priority data can be minimized, so that the transmission efficiency can be improved.
[0050]
Further, according to the third or fourth aspect of the present invention, it is possible to set a finer priority in the priority data, thereby enabling finer priority control.
[0051]
According to the fifth or sixth aspect of the present invention, it is possible to impart a fair data transmission right to all terminals transmitting priority data.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a procedure according to a conventional technique (CSMA / CA).
FIG. 2 is a diagram showing a procedure according to a conventional technique (PCF).
FIG. 3 is a diagram showing the setting of a collision avoidance period according to claim 1 of the present invention;
FIG. 4 is a diagram showing a multi-access method according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a multi-access method according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 6 shows a multi-access method according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing a method of determining a collision avoidance period according to Embodiment 3 of the present invention.
[Explanation of symbols]
S401 to S404 Collision avoidance period
S410 Priority data transmission collision avoidance period
S411 Non-priority data transmission collision avoidance period
T401 to T406 time
