JP2005236435A - Radio communication method, radio communication apparatus and radio ad hoc network system - Google Patents
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Description
本発明は無線通信方法、無線通信装置および無線アドホックネットワークシステムに関する。 The present invention relates to a wireless communication method, a wireless communication apparatus, and a wireless ad hoc network system.
無線アドホックネットワークシステムとは、携帯電話における基地局に代表されるような集中制御局を必要とせずに、複数の無線端末の各々が周囲の所定の範囲内にある通信可能な他の無線端末とデータ通信し、送信元の無線端末から送信先の無線端末まで途中の無線端末がデータを中継することで遠方までのデータ通信を可能とする技術である。 A wireless ad hoc network system refers to a wireless terminal in which each of a plurality of wireless terminals can communicate with each other within a predetermined range without requiring a centralized control station represented by a base station in a mobile phone. This is a technology that enables data communication to a distant place by performing data communication, and a wireless terminal on the way from a transmission-source wireless terminal to a transmission-destination wireless terminal relays data.
図１は一般的な無線アドホックネットワークシステムの構成例を示す図である。図１において、隣接する端末間でのみデータ通信が可能な配置にあるものとすると、互いの通信可能範囲内の端末間（端末１１−端末１２間、端末１２−端末１３間、端末１３−端末１４間）ではデータ通信が直接に行われ、直接に通信が行えない端末間（端末１１−端末１４間、端末１１−端末１３間、端末１２−端末１４間）では途中にある端末を介して間接的にデータ通信が行われる。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a general wireless ad hoc network system. In FIG. 1, when it is assumed that the data communication can be performed only between adjacent terminals, between terminals within the mutual communication range (between
ところで、無線ＬＡＮを使用した無線アドホックネットワークシステムでは隠れ端末問題に起因するパケットの衝突によってネットワークパフォーマンスが低下するという問題がある（例えば、非特許文献１を参照。）。図２は隠れ端末問題の発生の様子を示す図であるが、ある端末１１が隣接する端末１２の電波は受信可能であるものの、それよりも遠方に配置され直接に通信することができない端末１３が存在し、かつ端末１２と端末１３との間で通信が可能である場合に発生する。このような場合、端末１１と端末１３がそれぞれ同じ端末１２に対してデータ送信を行おうとすると、端末１１と端末１３は互いの信号を検出することができないため送信可能であると判断し、ほぼ同時にパケットを送信してしまうことがあり、その結果、端末１２においてパケットの衝突が発生し、データを受信できなくなることになる。
By the way, in the wireless ad hoc network system using wireless LAN, there exists a problem that network performance falls by the collision of the packet resulting from a hidden terminal problem (for example, refer nonpatent literature 1). FIG. 2 is a diagram showing how the hidden terminal problem occurs, but a
この問題を解決するため、無線ＬＡＮの標準規格であるIEEE802.11では仮想キャリアセンスと呼ばれる機構が規定されている（例えば、非特許文献２を参照。）。これは、データ送信に先立ってデータを送信する旨を伝えるＲＴＳ（Request To Send）パケットを送信先の端末に送信し、それに対してデータの送信を許可するＣＴＳ（Clear To Send）パケットを返送し、ＲＴＳパケットを送信してきた端末に対してＮＡＶ（Network Allocation Vector）とよばれる無線帯域の使用権を付与するものである。なお、ＲＴＳパケットにはデータの送信先から受信確認を示すＡＣＫ（ACKnowledgement）パケットが戻るまでに必要となる無線帯域を使用する時間の情報が含まれており、その情報をもとにＲＴＳパケットの受信可能範囲にいる他の端末はデータの送信を抑制され、パケットの衝突を防ぐことができる。また、ＣＴＳパケットにもＲＴＳパケットを送信した端末が無線帯域を使用する時間の情報が含まれており、ＣＴＳパケットの受信可能範囲にいる他の端末はデータの送信を抑制される。 In order to solve this problem, IEEE 802.11, which is a wireless LAN standard, defines a mechanism called virtual carrier sense (see, for example, Non-Patent Document 2). This is done by sending an RTS (Request To Send) packet informing that the data is to be transmitted prior to the data transmission to the destination terminal and returning a CTS (Clear To Send) packet permitting the data transmission. , A right to use a radio band called NAV (Network Allocation Vector) is given to a terminal that has transmitted an RTS packet. Note that the RTS packet includes information on the time to use the radio band required until an ACK (ACKnowledgement) packet indicating reception confirmation is returned from the data transmission destination. Based on this information, the RTS packet Other terminals within the receivable range are suppressed from transmitting data, and packet collision can be prevented. Also, the CTS packet includes information on the time during which the terminal that transmitted the RTS packet uses the radio band, and other terminals in the CTS packet receivable range are suppressed from transmitting data.
図３は仮想キャリアセンスによる無線帯域割り当ての動作を示すシーケンス図であり、端末１１から先にＲＴＳパケットが端末１２に送信されると（ステップＳ１１）、端末１２から端末１１に対してＣＴＳパケットが返送され（ステップＳ１２）、端末１１は端末１２に対してデータ送信を行う（ステップＳ１４）。なお、端末１２から送信されるＣＴＳパケットは隣接する端末１３にも到達することになり（ステップＳ１３）、端末１３は自分宛のパケットではないためＮＡＶに基づく規制によりデータ送信を停止して待機状態に入る。そして、端末１１から端末１２へのデータ送信が完了した時点で端末１２からＡＣＫパケットが端末１１に送信され（ステップＳ１５）、このＡＣＫパケットは端末１３にも到達する（ステップＳ１６）。このＡＣＫパケットの送信により端末１１に与えられたＮＡＶが解除され、同時に端末１３は送信停止の待機状態が解かれる。これらの動作により、端末１１と端末１３は端末１２に対して同時にデータ送信を行うことがなくなり、パケットの衝突を防ぐことができる。
従来の無線ＬＡＮにおける仮想キャリアセンスは上述したように行われるものであり、図２に示したような典型的な隠れ端末問題は解決されるものであるが、それでもなお隠れ端末問題を完全には解決することはできないという問題があった。その発生の様子を図４および図５に示す。 The virtual carrier sense in the conventional wireless LAN is performed as described above, and the typical hidden terminal problem as shown in FIG. 2 is solved, but the hidden terminal problem is still completely solved. There was a problem that it could not be solved. The state of the occurrence is shown in FIGS.
図４および図５において、端末１１〜端末１４は図１に示したのと同様に隣接する端末間でのみデータ通信が可能な配置にあるものとし、端末１１から端末１２へ、また端末１４から端末１３へそれぞれデータ送信を行おうとしているものとする。なお、図中のＲはＲＴＳパケット、ＣはＣＴＳパケット、ＡはＡＣＫパケットをそれぞれ示している。
4 and 5, the
図４において、端末１１が端末１２にＲＴＳパケットを送信すると（ステップＳ２１）、端末１２はＣＴＳパケットを端末１１に返送すると同時に（ステップＳ２２）、端末１１からのＲＴＳパケットに基づくＮＡＶによる待機状態に入る（ステップＳ２３）。その後、端末１１は端末１２にデータを送信し（ステップＳ２４）、端末１２はデータの受信を完了するとＡＣＫパケットを端末１１に送信する（ステップＳ２５）。
In FIG. 4, when the
一方、端末１２から送信されるＣＴＳパケット（ステップＳ２２）は隣接する端末１３にも到達するため、端末１３はこの端末１２からのＣＴＳパケットに基づくＮＡＶによる待機状態に入っている（ステップＳ２６）。その後、端末１４が端末１３に対してＲＴＳパケットを送信しようとした場合、端末１４は端末１３がＮＡＶによる待機状態に入っていることを知らないため、ＲＴＳパケットを繰り返し送信することになるが受け付けられない（ステップＳ２７、Ｓ２８）。
On the other hand, since the CTS packet (step S22) transmitted from the
同様に、端末１１と端末１２の間で次のデータ通信が行われている間も（ステップＳ２９〜Ｓ３３）、端末１３は同様にＮＡＶによる待機状態に入ってしまうため（ステップＳ３４）、端末１４からのＲＴＳパケットは受け付けられない（ステップＳ３５）。なお、端末１１と端末１２の間のデータ通信が終了する時間を端末１４が知ることができれば適当なタイミングで端末１４から端末１３に対してＲＴＳパケットを送信することができるのであるが、上述したように端末１４は端末１３がＮＡＶによる待機状態に入っていることを知らないため、このような無駄なＲＴＳパケットの再送を繰り返す可能性が高く、端末１３のＮＡＶによる待機状態が解除されない限り、通信機会を得ることができない。
Similarly, while the next data communication is being performed between the
次に図５においては、端末１１が送信したＲＴＳパケット（ステップＳ４１）に対して端末１２から返送されるＣＴＳパケット（ステップＳ４２）が端末１４から送信されるＲＴＳパケット（ステップＳ４３）と衝突（ステップＳ４４）を起こした場合を示している。この場合は端末１２から送信されるＣＴＳパケット（ステップＳ４２）によって端末１３がＮＡＶによる待機状態に入らないため、その後の端末１４から再送されるＲＴＳパケット（ステップＳ４６）に対して端末１３はＣＴＳパケットを返送してしまうこととなり（ステップＳ４７）、これが端末１１から端末１２に向けて行われるデータ送信（ステップＳ４５）と衝突してしまうことになる（ステップＳ４８）。
Next, in FIG. 5, the CTS packet (step S42) returned from the
また、端末１３から端末１４に送信されるＣＴＳパケット（ステップＳ４７）によって端末１４はデータ送信を行い（ステップＳ５０）、その完了時に端末１３はＡＣＫパケットを端末１４に返すが（ステップＳ５１）、これが端末１１のデータの再送（ステップＳ４９）と衝突（ステップＳ５２）することにもなり、その後も端末１４からのＲＴＳパケット（ステップＳ５４）に対して端末１３から返送されるＣＴＳパケット（ステップＳ５５）と端末１１のデータの再送（ステップＳ５３）と衝突（ステップＳ５６）することにもなる。このように端末１１はデータパケットの再送を繰り返すことになるため、ネットワークパフォーマンスが大幅に低下してしまうことになる。
Further, the
本発明は上記の従来の問題点に鑑み提案されたものであり、その目的とするところは、隠れ端末問題による通信機会の喪失とネットワークパフォーマンスの低下を防止することのできる無線通信方法、無線通信装置および無線アドホックネットワークシステムを提供することにある。 The present invention has been proposed in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a wireless communication method and wireless communication capable of preventing loss of communication opportunities and deterioration of network performance due to a hidden terminal problem. It is to provide a device and a wireless ad hoc network system.
上記の課題を解決するため、本発明にあっては、請求項１に記載されるように、仮想キャリアセンスにより無線帯域の割り当てを行う無線通信方法において、送信要求を再送する端末に対して優先的に無線帯域の割り当てを行うようにしている。これにより、送信要求を再送する端末に対して優先的に無線帯域の割り当てが行われることとなり、通信機会の喪失を防止することができる。
In order to solve the above-mentioned problem, in the present invention, as described in
また、請求項２に記載されるように、上記送信要求を再送する端末に対し、自己の待機状態が解除された後に帯域割り当て通知を行うようにすることができる。これにより、帯域割り当て通知を受けた端末はデータ送信を開始することができる。
In addition, as described in
また、請求項３に記載されるように、上記帯域割り当て通知に応答して上記送信要求を再送する端末から送信要求を行い、送信許可の返送を待ってデータ送信を行うようにすることができる。これにより、標準的な仮想キャリアセンスの手順を踏むこととなるため、本方式に対応していない端末が周囲に存在する場合であっても不都合をなくすことができる。 According to a third aspect of the present invention, a transmission request can be made from a terminal that retransmits the transmission request in response to the band allocation notification, and data transmission can be performed after a transmission permission is returned. . As a result, the standard virtual carrier sense procedure is followed, and inconveniences can be eliminated even if there are terminals that are not compatible with this method.
また、請求項４に記載されるように、上記送信要求を再送する端末以外の端末であって、上記帯域割り当て通知を待機通知として受信した端末は、通信可能範囲にある他の端末に対し他の待機通知を行うようにすることができる。これにより、送信要求を再送する端末に無線帯域の割り当てが行われることを広範に通知することができ、無駄な送信要求が行われることを防止することができる。
In addition, as described in
また、請求項５に記載されるように、上記帯域割り当て通知を送信した後、上記他の待機通知の送信が完了する一定時間後に上記送信要求を再送する端末に無線帯域の割り当てを行うようにすることができる。これにより、帯域割り当て通知を受けた端末は一定時間の後にデータ送信を開始することができる。 In addition, as described in claim 5, after transmitting the band allocation notification, radio band allocation is performed to a terminal that retransmits the transmission request after a predetermined time after transmission of the other standby notification is completed. can do. Thus, the terminal that has received the bandwidth allocation notification can start data transmission after a certain time.
また、請求項６に記載されるように、上記一定時間後に上記送信要求を再送する端末から送信要求を行い、送信許可の返送を待ってデータ送信を行うようにすることができる。これにより、標準的な仮想キャリアセンスの手順を踏むこととなるため、本方式に対応していない端末が周囲に存在する場合であっても不都合をなくすことができる。 According to a sixth aspect of the present invention, a transmission request can be made from a terminal that retransmits the transmission request after the predetermined time, and data transmission can be performed after a transmission permission is returned. As a result, the standard virtual carrier sense procedure is followed, and inconveniences can be eliminated even if there are terminals that are not compatible with this method.
また、請求項７に記載されるように、送信要求の再送に対して送信許可を返送しないようにすることができる。これにより、パケットの衝突によるネットワークパフォーマンスの低下を防止することができる。 Further, as described in claim 7, it is possible to prevent the transmission permission from being returned in response to the retransmission of the transmission request. Thereby, it is possible to prevent a decrease in network performance due to packet collision.
また、請求項８に記載されるように、仮想キャリアセンスにより無線帯域の割り当てを行う無線通信装置において、送信要求を再送する端末に対して優先的に無線帯域の割り当てを行う機能を備えた無線通信装置として構成することもできる。 According to another aspect of the present invention, in the wireless communication apparatus that assigns a radio band by virtual carrier sense, a radio having a function of preferentially assigning a radio band to a terminal that retransmits a transmission request. It can also be configured as a communication device.
また、請求項９に記載されるように、仮想キャリアセンスにより無線帯域の割り当てを行い、送信要求を再送する端末に対して優先的に無線帯域の割り当てを行う機能を備えた複数の無線通信装置により構成される無線アドホックネットワークシステムとして構成することもできる。 In addition, as described in claim 9, a plurality of wireless communication devices having a function of allocating a wireless band by virtual carrier sense and preferentially allocating a wireless band to a terminal that retransmits a transmission request It can also be configured as a wireless ad hoc network system configured by.
本発明にあっては、隠れ端末問題による通信機会の喪失とネットワークパフォーマンスの低下を防止することができる。 In the present invention, it is possible to prevent loss of communication opportunities and network performance degradation due to the hidden terminal problem.
以下、本発明の好適な実施形態につき図面を参照して説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図６は本発明の一実施形態にかかる無線アドホックネットワークシステムの構成例を示す図である。図６において、端末１〜端末４は隣接する端末間でのみデータ通信が可能な配置にあるものとし、端末１から端末２へ、また端末４から端末３へそれぞれデータ送信を行おうとしているものとする。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of a wireless ad hoc network system according to an embodiment of the present invention. In FIG. 6,
図６において、端末１と端末２の間でＲＴＳパケットおよびＣＴＳパケットのやり取りが行われて端末１から端末２に対してデータ送信（ステップＳ１）が行われ、端末２からＣＴＳパケットによる待機通知（ステップＳ２）が端末３に与えられて端末３がＮＡＶによる待機状態に入っている状態において、端末３は端末４から送信要求が再送（ステップＳ３）されるのを検出すると、端末３は端末４に優先的に無線帯域の割り当てを行うため、自己の待機状態が解除された後に端末４に対して帯域割り当て通知であるＩＴＳ（Invite To Send）パケットを送信（ステップＳ４）する機能を有している。なお、このＩＴＳパケットは本発明において新たに定義したパケットである。また、端末３から端末４に送信されるＩＴＳパケット（ステップＳ４）は端末３の通信可能範囲にある隣接する端末２に対しては待機通知（ステップＳ５）として作用することとなる。更に、端末３は、パケットの衝突によるネットワークパフォーマンスの低下を防止するため、通常の仮想キャリアセンスの動作に改良を加え、端末４から再送される送信要求のＲＴＳパケットには送信許可のＣＴＳパケットを返送しないという機能を設けることができる。
In FIG. 6, the RTS packet and the CTS packet are exchanged between the terminal 1 and the
一方、本発明の拡張形態として、端末３から待機通知（ステップＳ５）を受信した端末２は、端末４に無線帯域の割り当てが行われることを広範に通知するため、通信可能範囲にある隣接する端末１に対して更に待機通知であるＣＣＴＳ（Copied Clear To Send）パケットを送信（ステップＳ６）する機能を有している。このＣＣＴＳパケットも本発明において新たに定義したパケットである。
On the other hand, as an expanded form of the present invention, the
なお、上記の機能はデータ送信が特定の端末間で行われる前提で説明したが、端末の配置により任意の端末間でデータ通信が行われることから、各端末は上記の機能を共通に備えているものである。 Although the above function has been described on the assumption that data transmission is performed between specific terminals, since data communication is performed between arbitrary terminals depending on the arrangement of terminals, each terminal has the above functions in common. It is what.
図７〜図１１は図６に示した本発明の一実施形態の動作を示すシーケンス図であり、端末１〜端末４は図６に示したように隣接する端末間でのみデータ通信が可能な配置にあるものとし、端末１から端末２へ、また端末４から端末３へそれぞれデータ送信を行おうとしているものとする。
7 to 11 are sequence diagrams showing the operation of the embodiment of the present invention shown in FIG. 6, and
図７において、端末１が端末２にＲＴＳパケットを送信すると（ステップＳ１０１）、端末２はＣＴＳパケットを端末１に返送すると同時に（ステップＳ１０２）、端末１からのＲＴＳパケットに基づくＮＡＶによる待機状態に入る（ステップＳ１０３）。その後、端末１は端末２にデータを送信し（ステップＳ１０４）、端末２はデータの受信を完了するとＡＣＫパケットを端末１に送信する（ステップＳ１０５）。
In FIG. 7, when the
一方、端末２から送信されるＣＴＳパケット（ステップＳ１０２）は隣接する端末３にも到達するため、端末３はこの端末２からのＣＴＳパケットに基づくＮＡＶによる待機状態に入っている（ステップＳ１０６）。その後、端末４が端末３に対してＲＴＳパケットを送信しようとした場合、この時点では端末４は端末３がＮＡＶによる待機状態に入っていることを知らないため、ＲＴＳパケットを繰り返し送信することになるが受け付けられない（ステップＳ１０７、Ｓ１０８）。
On the other hand, since the CTS packet (step S102) transmitted from the
端末３は端末４からＲＴＳパケットが再送（ステップＳ１０８）されたことを検出すると、端末２からＡＣＫパケットが送信（ステップＳ１０５）されて、あるいは端末２から受信したＣＴＳパケット（ステップＳ１０２）に含まれる待機時間が経過したことにより自己の待機状態（ステップＳ１０６）が解除された後に、端末４に対して帯域割り当てを通知するＩＴＳパケット（図中「Ｉ」で示す）を送信する（ステップＳ１０９）。なお、端末３は端末４からＲＴＳパケットを連続して受信したこと、もしくはＲＴＳパケット中の再送フラグ等によりＲＴＳパケットが再送されたことを検出することができ、端末４が端末３に対して送信すべきデータを有していることを知ることができる。そして、端末３からＩＴＳパケット（ステップＳ１０９）を受信することで端末４はそれまで端末３がＮＡＶによる待機状態に入っていたことを知ることができ、データ送信を開始することができる（ステップＳ１１０）。その後、端末３はデータの受信が完了するとＡＣＫパケットを端末４に対して送信する（ステップＳ１１１）。
When the
一方、端末３から送信されたＩＴＳパケット（ステップＳ１０９）は隣接する端末２にも到達することとなり、端末２はＮＡＶによる待機状態（ステップＳ１１２）に入り、端末３からＡＣＫパケットが送信（ステップＳ１１１）されることにより、あるいはＩＴＳパケット（ステップＳ１０９）に含まれる端末３−端末４間の通信が完了するまでの時間が経過したことにより解除される。従って、その間に端末１が端末２に対してＲＴＳパケットを送信しても受け付けられない（ステップＳ１１３、Ｓ１１４）。なお、ＩＴＳパケット（ステップＳ１０９）には端末３−端末４間の通信が完了するまでの時間を示す情報を含ませることができ、そうすることでＮＡＶによる待機状態が解除されるタイミングを周囲の端末に予め知らせることができる。
On the other hand, the ITS packet (step S109) transmitted from the
以上の動作により、送信要求であるＲＴＳパケットを再送していた端末４に優先的に無線帯域が割り当てられることとなり、端末４の通信機会の喪失を防止することができる。
With the above operation, a radio band is preferentially allocated to the
次に、図８は端末４から再送されるＲＴＳパケットには端末３からＣＴＳパケットを返送しないものとすることにより、パケットの衝突によるネットワークパフォーマンスの低下を防止するようにした動作例を示すものである。
Next, FIG. 8 shows an operation example in which the CTS packet is not returned from the
図８において、端末１が送信したＲＴＳパケット（ステップＳ２０１）に対して端末２から返送されるＣＴＳパケット（ステップＳ２０２）が端末４から送信されるＲＴＳパケット（ステップＳ２０６）と衝突（ステップＳ２０７）を起こした場合、端末３はＮＡＶによる待機状態に入らないことになるが、端末４から再送されてくるＲＴＳパケット（ステップＳ２０８）に対して端末３がＣＴＳパケットを返送しないことにより（ステップＳ２０９）、端末４が端末３に対してデータ送信を開始することがなくなる。従って、端末１から端末２に対して行われるデータ送信（ステップＳ２０４）が端末３から送信されたであろうＣＴＳパケットと衝突することはなくなり、その後も正常な動作（ステップＳ２１０〜Ｓ２１７）が行われることが期待できる。これにより、端末１がデータパケットの再送を繰り返すことがなくなるため、ネットワークパフォーマンスの低下を防止することができる。
In FIG. 8, the CTS packet (step S202) sent back from the
次に、図９は端末３から送信されるＩＴＳパケットを待機通知として受信した端末２が通信可能範囲にある端末１に対し更に待機通知をＣＣＴＳパケットとして送信することにより、端末４に無線帯域の割り当てが行われることを広範に通知し、端末１からの無駄な送信要求が行われることを防止するようにしたものである。
Next, in FIG. 9, the
図９において、端末１が端末２にＲＴＳパケットを送信すると（ステップＳ３０１）、端末２はＣＴＳパケットを端末１に返送すると同時に（ステップＳ３０２）、端末１からのＲＴＳパケットに基づくＮＡＶによる待機状態に入る（ステップＳ３０３）。その後、端末１は端末２にデータを送信し（ステップＳ３０４）、端末２はデータの受信を完了するとＡＣＫパケットを端末１に送信する（ステップＳ３０５）。
In FIG. 9, when the
一方、端末２から送信されるＣＴＳパケット（ステップＳ３０２）は隣接する端末３にも到達するため、端末３はこの端末２からのＣＴＳパケットに基づくＮＡＶによる待機状態に入っている（ステップＳ３０６）。その後、端末４が端末３に対してＲＴＳパケットを送信しようとした場合、この時点では端末４は端末３がＮＡＶによる待機状態に入っていることを知らないため、ＲＴＳパケットを繰り返し送信することになるが受け付けられない（ステップＳ３０７、Ｓ３０８）。
On the other hand, since the CTS packet (step S302) transmitted from the
端末３は端末４からＲＴＳパケットが再送（ステップＳ３０８）されたことを検出すると、端末２からＡＣＫパケットが送信（ステップＳ３０５）されて、あるいは端末２から受信したＣＴＳパケット（ステップＳ３０２）に含まれる待機時間が経過したことにより自己の待機状態（ステップＳ３０６）が解除された後に、端末４に対して帯域割り当てを行う旨のＩＴＳパケットを端末２に対して送信する（ステップＳ３０９）。ＩＴＳパケットを受信した端末２はＮＡＶによる待機状態（ステップＳ３１０）に入るとともに、図中「ＣＣ」で示すＣＣＴＳパケットを端末１に送信する（ステップＳ３１１）。これにより、端末１はＮＡＶによる待機状態に入り（ステップＳ３１２）、以後その待機状態が解除されるまで無駄な送信要求を行わなくなる。
When the
一方、端末３からＩＴＳパケット（ステップＳ３０９）を受信した端末４は、端末２から端末１に対するＣＣＴＳパケット（ステップＳ３１１）の送信が完了する一定時間後に実際に無線帯域の割り当てが行われるものとして、データ送信を開始する（ステップＳ３１３）。その後、端末３はデータの受信が完了するとＡＣＫパケットを送信し（ステップＳ３１４）、端末２のＮＡＶによる待機状態（ステップＳ３１０）はそのＡＣＫパケットにより、あるいはＩＴＳパケット（ステップＳ３０９）に含まれる端末３−端末４間の通信が完了するまでの時間が経過したことにより解除される。
On the other hand, the
次に、図１０は図７の動作を若干改良したものであり、端末３から送信されるＩＴＳパケットに応答して端末４からデータ送信を開始するのではなく、いったん仮想キャリアセンスの基本動作に基づくＲＴＳパケットおよびＣＴＳパケットのやり取りを行ってからデータ送信を行うようにすることで、本発明のＩＴＳパケットに対応していない端末が周囲に存在する場合であっても不都合が生じないようにしたものである。すなわち、ＩＴＳパケットに対応していない端末が端末４の周囲に存在する場合、ＩＴＳパケットによりＮＡＶによる待機状態に入ることができないが、端末４が一般的な仮想キャリアセンスのＲＴＳパケットおよびＣＴＳパケットのやりとりを行うことで、確実にＮＡＶによる待機状態に入ることができる。
Next, FIG. 10 is a slight improvement on the operation of FIG. 7, and instead of starting data transmission from the
図１０において、端末１が端末２にＲＴＳパケットを送信すると（ステップＳ４０１）、端末２はＣＴＳパケットを端末１に返送すると同時に（ステップＳ４０２）、端末１からのＲＴＳパケットに基づくＮＡＶによる待機状態に入る（ステップＳ４０３）。その後、端末１は端末２にデータを送信し（ステップＳ４０４）、端末２はデータの受信を完了するとＡＣＫパケットを端末１に送信する（ステップＳ４０５）。
In FIG. 10, when terminal 1 transmits an RTS packet to terminal 2 (step S401),
一方、端末２から送信されるＣＴＳパケット（ステップＳ４０２）は隣接する端末３にも到達するため、端末３はこの端末２からのＣＴＳパケットに基づくＮＡＶによる待機状態に入っている（ステップＳ４０６）。その後、端末４が端末３に対してＲＴＳパケットを送信しようとした場合、この時点では端末４は端末３がＮＡＶによる待機状態に入っていることを知らないため、ＲＴＳパケットを繰り返し送信することになるが受け付けられない（ステップＳ４０７、Ｓ４０８）。
On the other hand, since the CTS packet (step S402) transmitted from the
端末３は端末４からＲＴＳパケットが再送（ステップＳ４０８）されたことを検出すると、端末２からＡＣＫパケットが送信（ステップＳ４０５）されて、あるいは端末２から受信したＣＴＳパケット（ステップＳ４０２）に含まれる待機時間が経過したことにより自己の待機状態（ステップＳ４０６）が解除された後に、端末４に対して帯域割り当てを通知するＩＴＳパケットを送信する（ステップＳ４０９）。そして、端末３からＩＴＳパケットを受信した端末４は、一般的な仮想キャリアセンスの手順に従ってＲＴＳパケットを端末３に対して送信し（ステップＳ４１０）、端末３からＣＴＳパケットの受信を待って（ステップＳ４１１）、データ送信を開始する（ステップＳ４１２）。その後、端末３はデータの受信が完了すると端末４に対してＡＣＫパケットを送信する（ステップＳ４１３）。一方、端末３から送信されたＩＴＳパケット（ステップＳ４０９）は隣接する端末２にも到達することとなり、端末２はＮＡＶによる待機状態（ステップＳ４１４）に入り、端末３からＡＣＫパケットが送信（ステップＳ４１３）されることにより解除される。従って、その間に端末１が端末２に対してＲＴＳパケットを送信しても受け付けられない（ステップＳ４１５、Ｓ４１６）。なお、この例では端末３から送信されるＩＴＳパケット（ステップＳ４０９）に端末３と端末４の間のデータ通信時間に応じた待機状態の時間を示す情報を含ませる必要はない。これはＩＴＳパケットに応答して一般的な仮想キャリアセンスの手順に従ってＲＴＳパケットおよびＣＴＳパケットがやり取りされ、そのパケット中に待機状態の時間を示す情報が含まれるからである。
When the
次に、図１１は図９の動作を若干改良したものであり、端末２からのＣＣＴＳパケットの送信が完了する一定時間後に端末４からデータ送信を開始するのではなく、いったん仮想キャリアセンスの基本動作に基づくＲＴＳパケットおよびＣＴＳパケットのやり取りを行ってからデータ送信を行うようにすることで、本発明のＩＴＳパケットに対応していない端末が周囲に存在する場合であっても不都合が生じないようにしたものである。
Next, FIG. 11 is a slight improvement of the operation of FIG. 9, and instead of starting data transmission from the
図１１において、端末１が端末２にＲＴＳパケットを送信すると（ステップＳ５０１）、端末２はＣＴＳパケットを端末１に返送すると同時に（ステップＳ５０２）、端末１からのＲＴＳパケットに基づくＮＡＶによる待機状態に入る（ステップＳ５０３）。その後、端末１は端末２にデータを送信し（ステップＳ５０４）、端末２はデータの受信を完了するとＡＣＫパケットを端末１に送信する（ステップＳ５０５）。
In FIG. 11, when the
一方、端末２から送信されるＣＴＳパケット（ステップＳ５０２）は隣接する端末３にも到達するため、端末３はこの端末２からのＣＴＳパケットに基づくＮＡＶによる待機状態に入っている（ステップＳ５０６）。その後、端末４が端末３に対してＲＴＳパケットを送信しようとした場合、この時点では端末４は端末３がＮＡＶによる待機状態に入っていることを知らないため、ＲＴＳパケットを繰り返し送信することになるが受け付けられない（ステップＳ５０７、Ｓ５０８）。
On the other hand, since the CTS packet (step S502) transmitted from the
端末３は端末４からＲＴＳパケットが再送（ステップＳ５０８）されたことを検出すると、端末２からＡＣＫパケットが送信（ステップＳ５０５）されて、あるいは端末２から受信したＣＴＳパケット（ステップＳ５０２）に含まれる待機時間が経過したことにより自己の待機状態（ステップＳ５０６）が解除された後に、端末４に対して帯域割り当てを行う旨のＩＴＳパケットを端末２に対して送信する（ステップＳ５０９）。ＩＴＳパケットを受信した端末２はＮＡＶによる待機状態（ステップＳ５１０）に入るとともに、ＣＣＴＳパケットを端末１に送信する（ステップＳ５１１）。これにより、端末１はＮＡＶによる待機状態に入り（ステップＳ５１２）、以後その待機状態が解除されるまで無駄な送信要求を行わなくなる。
When terminal 3 detects that the RTS packet has been retransmitted from terminal 4 (step S508), ACK packet is transmitted from terminal 2 (step S505) or included in the CTS packet received from terminal 2 (step S502). After the standby state (step S506) is canceled due to the elapse of the standby time, an ITS packet indicating bandwidth allocation to the
一方、端末３からＩＴＳパケット（ステップＳ５０９）を受信した端末４は、端末２から端末１に対するＣＣＴＳパケット（ステップＳ５１１）の送信が完了する一定時間後に一般的な仮想キャリアセンスの手順に従ってＲＴＳパケットを端末３に対して送信し（ステップＳ５１３）、端末３からＣＴＳパケットの受信を待って（ステップＳ５１４）、データ送信を開始する（ステップＳ５１５）。その後、端末３はデータの受信が完了するとＡＣＫパケットを送信し（ステップＳ５１６）、端末２のＮＡＶによる待機状態（ステップＳ５１０）が解除される。
On the other hand, the
なお、上述した動作モードは単独に使用することも、切り替えて使用することもできる。動作モードを切り替えて使用する場合は、無線アドホックネットワークシステム内でビーコンパケットを周期的にブロードキャスト送信することにより動作モードの切り替えを行うようにすることができる。すなわち、ビーコンパケット中にＩＴＳパケットやＣＣＴＳパケットが使用可能であることを示すフラグを立てておくことにより、参加するアドホックネットワークに応じたＭＡＣ（Medium Access Control）処理を行うことが可能となる。 Note that the above-described operation modes can be used alone or switched. When the operation mode is switched and used, the operation mode can be switched by periodically transmitting beacon packets in the wireless ad hoc network system. That is, by setting a flag indicating that an ITS packet or a CCTS packet can be used in a beacon packet, it is possible to perform a MAC (Medium Access Control) process corresponding to a participating ad hoc network.
また、上述した手法は現在の無線ＬＡＮにおいて使用されているプロトコルを大幅に変更するものではないため、適用が容易である。 Further, the above-described method is easy to apply because it does not significantly change the protocol used in the current wireless LAN.
そして、上述した手法により、結果として無線アドホックネットワークシステムのパフォーマンスを向上させることができるため、アドホックネットワークにおけるアプリケーションとしての利用が期待されているＩＰ（Internet Protocol）ネットワーク技術を使用した音声通話（ＶＯＩＰ：Voice Over IP）やＴＣＰベースの通信システム等におけるネットワークパフォーマンスの低下を改善することができる。 As a result, the performance of the wireless ad hoc network system can be improved as a result of the above-described method. Therefore, voice communication using an IP (Internet Protocol) network technology expected to be used as an application in an ad hoc network (VOIP: Voice over IP) and TCP-based communication systems, etc. can be improved.
以上、本発明の好適な実施の形態により本発明を説明した。ここでは特定の具体例を示して本発明を説明したが、特許請求の範囲に定義された本発明の広範な趣旨および範囲から逸脱することなく、これら具体例に様々な修正および変更を加えることができることは明らかである。すなわち、具体例の詳細および添付の図面により本発明が限定されるものと解釈してはならない。 The present invention has been described above by the preferred embodiments of the present invention. While the invention has been described with reference to specific embodiments, various modifications and changes may be made to the embodiments without departing from the broad spirit and scope of the invention as defined in the claims. Obviously you can. In other words, the present invention should not be construed as being limited by the details of the specific examples and the accompanying drawings.
１〜４ 端末
Ｒ ＲＴＳ（Request To Send）パケット
Ｃ ＣＴＳ（Clear To Send）パケット
Ａ ＡＣＫ（ACKnowledgement）パケット
Ｉ ＩＴＳ（Invite To Send）パケット
ＣＣ ＣＣＴＳ（Copied Clear To Send）パケット
1-4 Terminal R RTS (Request To Send) packet C CTS (Clear To Send) packet A ACK (ACKnowledgement) packet I ITS (Invite To Send) packet CC CCTS (Copied Clear To Send) packet
Claims (9)
送信要求を再送する端末に対して優先的に無線帯域の割り当てを行うことを特徴とする無線通信方法。 In a wireless communication method for assigning a wireless band by virtual carrier sense,
A radio communication method characterized by preferentially allocating a radio band to a terminal that retransmits a transmission request.
送信要求を再送する端末に対して優先的に無線帯域の割り当てを行う機能を備えたことを特徴とする無線通信装置。 In a wireless communication device that assigns a wireless band by virtual carrier sense,
A radio communication apparatus comprising a function of preferentially allocating a radio band to a terminal that retransmits a transmission request.
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| JP2004040481A JP2005236435A (en) | 2004-02-17 | 2004-02-17 | Radio communication method, radio communication apparatus and radio ad hoc network system |
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