JP2006165758A - 無線ｌａｎ装置および無線ｌａｎ転送制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】送信エラー検出時、再送を繰り返し試みても連続エラーになり、かえってデータのスループットを低下させてしまう。何回もデータの再送を試みた場合、その後、データの再送が成功しても、受信されたデータはすでに無効で、通信帯域が無駄になってしまう。
【解決手段】送受信シーケンスにおける送信データを受信する受信手段１１と、受信手段による受信データに基づいて送受信シーケンスを監視し、シーケンス異常のときに転送要求を行うシーケンス監視手段１３と、受信手段による受信データを一時的に保持する受信データバッファ手段１４と、シーケンス監視手段からの転送要求に従って受信データバッファ手段から受信データを読み込み、転送データを生成して送出する転送データ生成手段１５と、転送データ生成手段からの転送データを送信する送信手段１６とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線データ伝送を行う無線ＬＡＮ（Local Area Network）装置および無線ＬＡＮ転送制御方法に関する。

１９９９年に策定された無線ＬＡＮ規格ＩＥＥＥ８０２．１１と、その変復調方式に関する拡張規格であるＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ｂ、ｇなどの規格に準拠した無線ＬＡＮ装置が普及している。これらの無線ＬＡＮ装置は通信帯域が広いため、近年、無線ＬＡＮ通信機能を使った液晶テレビなどが商品化されている。

以下、従来の無線ＬＡＮ装置について説明する。図１３は従来の無線ＬＡＮ装置の構成を示すブロック図である。図１３において、Ｄ１１は送信データであり、パケット合成部５１へ入力される。パケット合成部５１では入力された送信データＤ１１に対して、ヘッダ、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）を付与し、送信パケットデータＤ１２を出力する。送信パケットデータＤ１２は、送信手段５２へ送られ、アンテナ５３を介して送信される。

また、アンテナ５３からデータを受信すると、受信手段５４においてデータを受信を開始したことが検出され、受信パケットデータＤ１３が出力される。受信パケットデータＤ１３は、パケット解析部５５に入力される。パケット解析部５５では、受信パケットデータＤ１３を解析し、パケットをヘッダ、データ、ＣＲＣに分解し、データの整合性を確認した後、受信データＤ１４が出力される。

以上のように構成された従来の無線ＬＡＮ装置について、図１４に基づいてその操作を説明する。

図１４は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格で決められているデータ通信方法について、２台の端末である第１の端末STA1および第２の端末STA2の例を、ｔ１からｔ１０までの時間で示している。

第１の端末STA1が第２の端末STA2に対してデータData1を送信したとき（ｔ１）、そのデータが第２の端末STA2に正常に届いた場合（ｔ１’）、第２の端末STA2は正常受信通知ACK1を第１の端末STA1に対して送信する（ｔ２’）。第１の端末STA1が第２の端末STA2に対してデータData2の送信（ｔ３）をしても、第２の端末STA2が正常にデータを受信できなかった場合（ｔ３’）、破線矢印で示すように正常受信通知ACK2が第１の端末STA1に対して送信されない（ｔ４’）ので、一定時間が経過しても第１の端末STA1で正常受信通知ACK2を検出しない（ｔ４）。第１の端末STA1は正常受信通知ACK2が戻ってこないことを検出すると（ｔ４）、再送する必要があると判断し、再度同じ内容のデータData2を第２の端末STA2に対して送信する（ｔ５）。ここで再び第２の端末STA2でデータData2が受信できないと（ｔ５’）、一定時間経過後も第２の端末STA2は破線矢印で示すように正常受信通知ACK2を送信しない（ｔ６’）。その後、再度第１の端末STA1が第２の端末STA2に向けてデータData2を送信し（ｔ７）、第２の端末STA2がデータを正常に受信できた場合（ｔ７’）、第２の端末STA2は第１の端末STA1に対して正常受信通知ACK2の送信を行う（ｔ８’）。第１の端末STA1は正常受信通知ACK2が戻ってきたことを検出すると（ｔ８）、正常に再送ができたと認識し、次回から新しいデータData3の送信を行う（ｔ９）。
ISO/IEC 8802-11 IEEE Std 802.11 First edition 1999-00-00 Informationtechnology - Telecommunications and information exchange between systems -Local and metropolitan area networks - Specific requirements - Part 11:WirelessLAN Medium Access Control (MAC)and Physical Layer (PHY) specifications.

しかしながら、複数台の端末がある場合に、通信端末間に固定の障害物、あるいはその時々に応じて移動する障害物（物や人）が存在するときには、常に良好な通信状態を得ることはできない。そこで、送信端末が送信エラーしたことを検出し、再送を繰り返し試みても、連続したエラーになってしまう。たとえば図１４ではｔ３〜ｔ４の動作が繰り返されると、かえって通信のスループットを低下させてしまうという問題がある。

また、映像や音声のデータは、実時間（リアルタイム）処理が必要なため、少ない遅延時間で送信相手に対してデータが到達しなければならない。図１４の例のようにエラーが連続して発生し、何回もデータの再送を試みた場合、その後、データの再送が成功しても、受信されたデータはすでに無効になって、通信帯域が無駄になってしまうという問題がある。

また、直接は通信できない端末同士で通信を行う場合は、データを中継する端末をあらかじめ設定しておくか、所望の手続きによって中継の対象となる端末を決定しておく必要があった。

上記の課題を解決するために、本発明は次のような手段を講じる。送信側端末からのデータ通信を正常に受信できたときは、受信側端末は正常受信通知（ＡＣＫ）を送信側端末に返し、ＡＣＫを受信した送信側端末は正常に通信ができたと判断する送受信シーケンスを行う無線ＬＡＮシステムにおける無線ＬＡＮ装置であるとする。

本発明による無線ＬＡＮ装置は、
送受信シーケンスにおける送信データを受信する受信手段と、
前記受信手段による受信データに基づいて送受信シーケンスを監視し、シーケンス異常のときに転送要求を行うシーケンス監視手段と、
前記受信手段による前記受信データを一時的に保持する受信データバッファ手段と、
前記シーケンス監視手段からの前記転送要求に従って前記受信データバッファ手段から前記受信データを読み込み、転送データを生成して送出する転送データ生成手段と、
前記転送データ生成手段からの前記転送データを送信する送信手段と
を備えた構成とされている。ここでの特徴構成はシーケンス監視手段であり、シーケンス異常と認定したときに、一時保持していた受信データを転送データとして送信側端末の代わりに受信側端末に対して送信することである。

上記の無線ＬＡＮ装置に関連する本発明の無線ＬＡＮ転送制御方法は、
送受信シーケンスにおける送信データの受信を開始したかを判断するステップと、
自局宛かを判断し、自局宛でないときは受信データを一時的に保持するステップと、
送信データが再送か否かをみるために同一のデータフレームかを判断するステップと、
同一のデータフレームと判断したときにシーケンス異常として、前記一時的に保持した前記受信データから転送データを生成するステップと、
前記生成した前記転送データを送信するステップと
を含むものである。

この構成による作用は次のとおりである。送信側端末と受信側端末との間でデータの送受信を行っている状態で、当該の無線ＬＡＮ装置は、その送受信シーケンスを監視する。すなわち、受信手段は送信側端末と受信側端末との間でやり取りされているデータを受信して受信データとなし、受信データバッファ手段に受信データを一時記憶させるとともに、シーケンス監視手段により送受信のシーケンスを監視する。監視の結果、シーケンス正常であれば転送データ生成手段は動作しないが、シーケンス異常のときはシーケンス監視手段は転送データ生成手段に対して転送要求を与える。転送要求を受けて転送データ生成手段が起動し、受信データバッファ手段からそれに一時的に保持されている受信データ（送信側端末から受信側端末への送信データに対応）を読み込む。転送データ生成手段は、読み込んだ受信データから転送データを生成し、送信手段に送出する。送信手段は、転送データを送信する。送信側端末からのデータ受信に失敗していた受信側端末は、当該の無線ＬＡＮ装置から中継的・支援的に送信されてくる転送データを受信することで、データ受信に成功することになる。

また、本発明による無線ＬＡＮ装置は、
送受信シーケンスにおける送信データを受信する受信手段と、
前記受信手段による受信データに基づいて送受信シーケンスを監視し、シーケンス異常のときに転送要求を行うシーケンス監視手段と、
前記受信手段による前記受信データを一時的に保持する受信データバッファ手段と、
前記受信データにおいて送受信シーケンスでのＡＣＫ（正常受信通知）を検出するＡＣＫ検出手段と、
前記ＡＣＫ検出手段からのＡＣＫ検出がないときは前記シーケンス監視手段からの前記転送要求に従って前記受信データバッファ手段から前記受信データを読み込み、転送データを生成して送出するとともに、前記ＡＣＫ検出手段からのＡＣＫ検出があるときは不動作となる転送データ生成手段と、
前記転送データ生成手段からの前記転送データを送信する送信手段と
を備えた構成とされている。ここでの特徴構成は、ＡＣＫ検出手段およびＡＣＫ検出手段と転送データ生成手段との関係、すなわち、転送データ生成手段がＡＣＫ検出のあるときに不動作となる点である。

上記の無線ＬＡＮ装置に関連する本発明の無線ＬＡＮ転送制御方法は、
送受信シーケンスにおける送信データの受信を開始したかを判断するステップと、
自局宛かを判断し、自局宛でないときは受信データを一時的に保持するステップと、
送信データが再送か否かをみるために同一のデータフレームかを判断するステップと、
同一のデータフレームと判断したときにシーケンス異常として、前記一時的に保持した前記受信データから転送データを生成するステップと、
前記受信データにおいて送受信シーケンスでのＡＣＫ（正常受信通知）の検出を判断するステップと、
前記ＡＣＫの検出が確認されないときは前記生成した前記転送データを送信し、前記ＡＣＫの検出が確認されたときは前記生成した転送データの送信をキャンセルするステップと
を含むものである。

この構成による作用は次のとおりである。送信側端末から受信側端末へのデータ通信を中継・支援する当該の無線ＬＡＮ装置が２つ以上ある場合には、いずれの無線ＬＡＮ装置も同じ動作を行い、シーケンス異常のときに受信側端末に対しては２つ以上の無線ＬＡＮ装置から同じような中継的・支援的な転送データの送信が行われ、受信側端末はそのいずれの無線ＬＡＮ装置に対してもＡＣＫ（正常受信通知）を行わなければならず、これではかえって動作速度の低下につながる可能性がある（輻輳）。そこで、ＡＣＫ検出手段を設け、送信側端末からのＡＣＫ（このＡＣＫは他の無線ＬＡＮ装置からの転送データ受信に対するものである。）があったときは、転送データ生成手段を起動せず、ＡＣＫがなければ転送データ生成手段を起動するようになっている。したがって、輻輳が回避され、効率的な中継・支援を実現できる。

また、本発明による無線ＬＡＮ装置は、
送受信シーケンスにおける送信データを受信する受信手段と、
前記受信手段による受信データにおいて送受信シーケンスでのデータフレームおよびＡＣＫ（正常受信通知）を検出するもので、データフレーム検出から計時して所定の時間内に対応するＡＣＫの検出がないときに転送要求を行うタイミング監視手段と、
前記受信手段による前記受信データを一時的に保持する受信データバッファ手段と、
前記タイミング監視手段からの前記転送要求に従って前記受信データバッファ手段から前記受信データを読み込み、転送データを生成して送出する転送データ生成手段と、
前記転送データ生成手段からの前記転送データを送信する送信手段と
を備えた構成とされている。ここでの特徴構成はタイミング監視手段であり、所定時間内にＡＣＫ検出がなければシーケンス異常と認定し、一時保持していた受信データを転送データとして送信側端末の代わりに受信側端末に対して送信することである。

上記の無線ＬＡＮ装置に関連する本発明の無線ＬＡＮ転送制御方法は、
送受信シーケンスにおける送信データの受信を開始したかを判断するステップと、
自局宛かを判断し、自局宛でないときは受信データを一時的に保持するステップと、
送信データが再送か否かをみるために同一のデータフレームかを判断するステップと、
同一のデータフレームと判断したときに一定時間経過前にＡＣＫ（正常受信通知）を受信したかを判断するステップと、
一定時間経過前に前記ＡＣＫを受信しなかったときにシーケンス異常として、前記一時的に保持した前記受信データから転送データを生成するステップと、
前記生成した前記転送データを送信するステップと
を含むものである。

この構成による作用は次のとおりである。送信側端末と受信側端末との間でデータの送受信を行っている状態で、当該の無線ＬＡＮ装置は、その送受信シーケンスでのＡＣＫ（正常受信通知）のタイムオーバーを監視する。すなわち、受信手段は送信側端末と受信側端末との間でやり取りされているデータを受信して受信データとなし、受信データバッファ手段に受信データを一時記憶させるとともに、タイミング監視手段により送受信シーケンスのデータフレームとＡＣＫ（正常受信通知）を監視する。監視の結果、送信側端末からのあるデータフレームを検出してから計時を開始し、そのデータフレームに対応する受信側端末からのＡＣＫが所定時間経過までに検出されれば転送データ生成手段は動作しないが、所定時間経過してもＡＣＫを検出できないときはタイミング監視手段は転送データ生成手段に対して転送要求を与える。転送要求を受けて転送データ生成手段が起動し、受信データバッファ手段からそれに一時的に保持されている受信データ（送信側端末から受信側端末への送信データに対応）を読み込む。転送データ生成手段は、読み込んだ受信データから転送データを生成し、送信手段に送出する。送信手段は、転送データを送信する。送信側端末からのデータ受信に失敗していた受信側端末は、当該の無線ＬＡＮ装置から中継的・支援的に送信されてくる転送データを受信することで、データ受信に成功することになる。

上記構成において、前記タイミング監視手段については、
前記受信データがデータフレームかを検出するデータフレーム検出手段と、
前記受信データに基づいてデータフレームの終わりから次のデータフレームの先頭までを計時する時間計測手段と、
前記受信データにおいて送受信シーケンスでのＡＣＫ（正常受信通知）を検出するＡＣＫ検出手段と、
前記時間計測手段からの時間情報と前記ＡＣＫ検出手段からの検出情報に基づいてデータフレーム検出から計時して所定の時間内に対応するＡＣＫの検出がないときに転送要求を行うタイミング判定手段と
を含む構成とすることが好ましい。

データフレーム検出手段がデータフレームを検出すると、時間計測手段が計時を開始し、タイミング判定手段は、ＡＣＫ検出手段がＡＣＫを検出するのを待つ。所定時間経過前にＡＣＫの検出があれば転送要求はしないが、所定時間経過してもＡＣＫを検出しなかったときは転送要求を行う。

本発明によれば、端末間で連続したエラーが発生することを回避することができ、データの伝送遅延を最小にできるので、ネットワーク全体のスループットの向上を実現できる。

また、複数の無線ＬＡＮ装置において中継的・支援的なデータ転送を試みるので、結果として通信成功の確率を向上できる。

ここでは図１２を用いて本発明が実施されるときの状態を説明する。図１２では、第１の端末STA1および第２の端末STA2が通信を行っており、第３の端末STA3がその状態を監視している。正常に第１の端末STA1および第２の端末STA2間で通信が行われている場合は、第３の端末STA3は直接、第１の端末STA1および第２の端末STA2の通信には関与せず、第３の端末STA3が送信したいデータのある場合は、送信待機状態となる。第１の端末STA1と第２の端末STA2の間に障害物が移動してきた場合などには、２端末間の通信エラーが発生する。

図１は本発明の実施の形態１における無線ＬＡＮ装置の構成を示すブロック図である。図１において、１１は受信手段、１２は自局宛データ処理部、１３はシーケンス監視部、１４は受信データバッファ、１５は転送データ生成部、１６は送信手段である。シーケンス監視部１３は、受信手段１１によって受信された受信データＤ１を監視しながら“Ｄａｔａ−ＡＣＫ”のシーケンスが正常に行われているかを確認し、判定結果、シーケンス異常のときは転送要求信号Ｑ１を出力する。受信データバッファ１４は、受信手段１１による受信データＤ１を一時的に保持し、転送データ生成部１５がシーケンス監視部１３から転送要求信号Ｑ１を受けて、読み出し要求をしてきたときに、バッファしている受信データＤ２を出力する。転送データ生成部１５は、シーケンス監視部１３による転送要求信号Ｑ１を受けて、受信データバッファ１４からのバッファした受信データＤ２を取り込み、フレームに組み上げて転送データＤ３とし、送信手段１６に対して出力する。

図２は図１におけるシーケンス監視部１３の詳しい構成を示すブロック図である。３１はフレーム検出部であり、他端末間で通信が開始されたことを検出し、フレーム検出信号Ｑ２を出力する。３２はフレーム種別検出部であり、受信データＤ１に含まれるフレーム種別情報を検出し、データフレームである場合にはデータフレーム検出信号Ｑ３を出力する。３３は送信元アドレス検出部であり、受信データＤ１に含まれる送信元アドレスを検出し、送信元アドレスＡ１を出力する。３６は送信元アドレス保持手段であり、シーケンス判定部４２からの情報更新信号Ｑ５がアクティブになったとき、送信元アドレスＡ１を取り込み、値を更新して、送信元アドレスＡ１ａを出力する。３９は送信元アドレス比較器であり、送信元アドレスＡ１と送信元アドレス保持手段３６からの送信元アドレスＡ１ａが同一のものかどうか判定し、送信元アドレス判定結果Ｈ１を出力する。３４は送信先アドレス検出部であり、受信データＤ１に含まれる送信先アドレスを検出し、送信先アドレスＡ２を出力する。３７は送信先アドレス保持手段であり、シーケンス判定部４２からの情報更新信号Ｑ５がアクティブになったとき送信先アドレスＡ２を取り込み、値を更新して、その値を送信先アドレスＡ２ａとして出力する。４０は送信先アドレス比較器であり、送信先アドレスＡ２と送信先アドレス保持手段３７からの送信先アドレスＡ２ａが同一のものかどうか判定し、送信先アドレス判定結果Ｈ２を出力する。３５はデータシーケンス番号検出部であり、受信データＤ１に含まれるデータシーケンス番号を検出すると、データシーケンス番号Ｎ１と、データシーケンス番号検出通知Ｑ４を出力する。３８はデータシーケンス番号保持手段であり、データフレーム検出信号Ｑ３が入力された後、シーケンス判定部４２からの情報更新信号Ｑ５がアクティブになったとき、そのとき入力されているデータシーケンス番号Ｎ１で値を更新し、新しいデータシーケンス番号Ｎ１ａとして出力する。４１はデータシーケンス番号比較器であり、データシーケンス番号検出部３５からのデータシーケンス番号Ｎ１とデータシーケンス番号保持手段３８からのデータシーケンス番号Ｎ１ａを比較し、データシーケンス番号比較結果Ｈ３を出力する。４２はシーケンス判定部であり、データシーケンス番号検出通知Ｑ４が入力されると、送信元アドレス判定結果Ｈ１、送信先アドレス判定結果Ｈ２、データシーケンス番号比較結果Ｈ３に基づいて転送が必要かどうかを判定し、転送が必要な場合は、転送要求信号Ｑ１をアクティブにする。また、転送が不要な場合は転送要求信号Ｑ１をインアクティブにする。

このように構成された無線ＬＡＮ装置において、以下にその動作を説明する。

第１の端末STA1と第２の端末STA2がデータ通信しており、第３の端末STA3がその通信の状況を監視するときの状態を図３を用いて説明する。

まず、第１のデータData1が第１の端末STA1から第２の端末STA2に向けて送信される（ｔ１）。この送信データを第３の端末STA3が監視している（ｔ１’）。また、このデータは第２の端末STA2で正常に受信され（ｔ１’’）、第２の端末STA2から第１の端末STA1へ正常受信通知ACK1が返される（ｔ２’’）。第２のデータData2は第１の端末STA1から第２の端末STA2に向けて送信され（ｔ３）、第３の端末STA3はこのデータ送信を監視している（ｔ３’）。このデータは第２の端末STA2への伝送に失敗し（ｔ３’’）、破線矢印で示すように第２の端末STA2から正常受信通知ACK2が戻らないので（ｔ４’’）、第１の端末STA1は同じデータを第２の端末STA2へ送信する（ｔ５）。このデータも第３の端末STA3が監視している（ｔ５’）。しかし、再送されたデータも第２の端末STA2が正常に受信できないので、破線矢印で示すように第２の端末STA2から正常受信通知ACK2が第１の端末STA1へ送信されない（ｔ６’’）。

上記の過程において、第３の端末STA3は、ｔ３’とｔ５’において第１の端末STA1および第２の端末STA2間の通信を監視しており、第１の端末STA1から第２の端末STA2へ向けて同じデータが再送されたことを検出するので、“Ｄａｔａ−Ａｃｋ”のシーケンスが異常になったと判断し、第３の端末STA3が第１の端末STA1の代わりに第２の端末STA2へ向けて第１の端末STA1が第２の端末STA2に送信していたデータの代理送信を試みる（ｔ７’）。

以下、第３の端末STA3の動作について図４のフローチャートで説明する。

まず、無線ＬＡＮ装置の第３の端末STA3は、他端末からのデータ受信状態となっている（Ｓ１）。そして、第１の端末STA1が第２の端末STA2に対して第１のデータData1を送信し（ｔ１）し、第３の端末STA3はフレーム受信を開始したかを確認する（Ｓ２）。伝送されているデータは、第３の端末STA3のアンテナ１７へ入力され、受信手段１１によって受信データＤ１が取り出される（ｔ１’）。この受信データＤ１が自局宛のデータか判断し（Ｓ３）、自局宛のデータである場合は、自局宛受信処理（Ｓ４）を自局宛データ処理部１２により処理する。受信データＤ１が自局宛でなく、そのフレームがデータフレームと判断された場合は（Ｓ５）、受信データバッファ１４に取り込まれ、受信データＤ１が保持される。また、受信データＤ１のシーケンス監視部１３への入力が始まると、フレーム検出部３１によりデータの受信が開始されたことを検知し、フレーム検出信号Ｑ２を出力する。さらに受信データＤ１が入力されると、次に送信元アドレス検出部３３が送信元アドレスを検出し、送信元アドレスＡ１を出力する。その後、送信元アドレス比較器３９で送信元アドレスＡ１と送信元アドレス保持手段３６が保持している送信元アドレスＡ１ａを比較し、その結果が送信元アドレス判定結果Ｈ１として出力される。その後、さらに受信データＤ１が入力されると、送信先アドレス検出部３４によって送信先アドレスが検知され、送信先アドレスＡ２が出力される。その後、送信先アドレス比較器４０は送信先アドレス検出部３４からの送信先アドレスＡ２と送信先アドレス保持手段３７からの送信先アドレスＡ２ａを比較し、送信先アドレス比較結果Ｈ２を出力する。その後、データシーケンス番号検出部３５においてデータシーケンス番号を検出すると、その値のデータシーケンス番号Ｎ１と、データシーケンス番号検出通知Ｑ４を出力する。データシーケンス番号比較器４１ではデータシーケンス番号検出部３５からのデータシーケンス番号Ｎ１とデータシーケンス番号保持手段３８からのデータシーケンス番号Ｎ１ａを比較し、データシーケンス番号比較結果Ｈ３を出力する。その後、シーケンス判定部４２では、データシーケンス番号検出通知Ｑ４を受けて、送信元アドレス判定結果Ｈ１、送信先アドレス比較結果Ｈ２、データシーケンス番号比較結果Ｈ３に基づいて判断を行う。すなわち、送信元アドレスの比較結果は送信元アドレス保持手段３６が初期値のため不一致、送信先アドレスは送信先アドレス保持手段３７が初期値のため不一致、データシーケンス番号はデータシーケンス番号保持手段３８が初期値のため不一致なので、同一のデータフレームではないと判断し（Ｓ５）、正常なシーケンス処理（Ｓ６）として待機状態に戻る（Ｓ１）。また、このときの転送要求信号Ｑ１はインアクティブになる。その後、シーケンス判定部４２は、情報更新信号Ｑ５をアクティブにし、送信元アドレス保持手段３６、送信先アドレス保持手段３７、データシーケンス番号保持手段３８で保持する値を更新する。

次に、第３の端末STA3は待機状態（Ｓ１）で、データの伝送が開始されたか監視している状態（Ｓ２）で、第１の端末STA1が第２の端末STA2に対して第２のデータData2を送信する（ｔ３）。このとき、第３の端末STA3のアンテナ１７へ入力され、受信手段１１によって受信データＤ１が取り出される（ｔ３’）。このとき、第３の端末STA3はフレーム受信を開始したと判断し（Ｓ２）、この受信データＤ１が自局宛のデータである場合（Ｓ３）は、自局宛データ処理部１２により受信データＤ１を処理する。受信データＤ１が自局宛でない場合は、受信データバッファ１４に取り込まれ、受信データＤ１が保持される。また、受信データＤ１のシーケンス監視部１３への入力が始まると、フレーム検出部３１によりデータの受信が開始されたことを検知し、フレーム検出信号Ｑ２を出力する。さらに受信データＤ１が入力されると、次に送信元アドレス検出部３３が送信元アドレスを検出し、送信元アドレスＡ１を出力する。その後、送信元アドレス比較器３９で送信元アドレスＡ１と送信元アドレス保持手段３６が保持している送信元アドレスＡ１ａを比較し、その結果が送信元アドレス判定結果Ｈ１として出力される。その後、さらに受信データＤ１が入力されると、送信先アドレス検出部３４によって送信先アドレスが検知され、送信先アドレスＡ２が出力される。その後、送信先アドレス比較器４０は送信先アドレス検出部３４からの送信先アドレスＡ２と送信先アドレス保持手段３７からの送信先アドレスＡ２ａを比較し、送信先アドレス比較結果Ｈ２を出力する。その後、データシーケンス番号検出部３５においてデータシーケンス番号を検出すると、その値のデータシーケンス番号Ｎ１と、データシーケンス番号検出通知Ｑ４を出力する。データシーケンス番号比較器４１ではデータシーケンス番号検出部３５からのデータシーケンス番号Ｎ１とデータシーケンス番号保持手段３８からのデータシーケンス番号Ｎ１ａを比較し、データシーケンス番号比較結果Ｈ３を出力する。最後に、シーケンス判定部４２では、データシーケンス番号検出通知Ｑ４を受けて、送信元アドレス判定結果Ｈ１、送信先アドレス比較結果Ｈ２、データシーケンス番号比較結果Ｈ３の比較結果に基づいて判断を行う。すなわち、送信元アドレス、送信先アドレスは一致するが、データシーケンス番号は不一致となることで、正常にデータ通信が行われていると判断する（Ｓ６）。このとき、転送要求信号Ｑ１はインアクティブになる。その後、シーケンス判定部４２は、情報更新信号Ｑ５をアクティブにし、送信元アドレス保持手段３６、送信先アドレス保持手段３７、データシーケンス番号保持手段３８で保持する値を更新する。

しかし、実際には、第１の端末STA1が第２の端末STA2に対して送信したデータは第２の端末STA2に正常に届いておらず、このとき正常受信通知ACK2が第２の端末STA2から第１の端末STA1に向けて送信されない。

次に、第３の端末STA3は待機状態（Ｓ１）で、データの伝送が開始されたか監視している状態（Ｓ２）で、第１の端末STA1が第２の端末STA2に対して第３のデータを送信する（ｔ５）。伝送されているデータは、第３の端末STA3のアンテナ１７へ入力され、受信手段１１によって受信データＤ１が取り出される（ｔ５’）。このとき受信データＤ１が自局宛かどうか判断し（Ｓ３）、自局宛データと判断した場合は、自局宛データ処理部１２により自局宛受信処理（Ｓ４）を行う。受信データＤ１が自局宛でない場合は受信データバッファ１４に取り込まれ、受信データＤ１を保持する。また、受信データＤ１のシーケンス監視部１３への入力が始まると、フレーム検出部３１によりデータの受信が開始されたことを検知し、フレーム検出信号Ｑ２を出力する。さらに受信データＤ１が入力されると、次に、送信元アドレス検出部３３が送信元アドレスを検出し、送信元アドレスＡ１を出力する。その後、送信元アドレス比較器３９で送信元アドレスＡ１と送信元アドレス保持手段３６が保持している送信元アドレスＡ１ａを比較し、その結果が送信元アドレス判定結果Ｈ１として出力される。

その後、さらに受信データＤ１が入力されると、送信先アドレス検出部３４によって送信先アドレスが検知され、送信先アドレスＡ２が出力される。その後、送信先アドレス比較器４０は送信先アドレス検出部３４からの送信先アドレスＡ２と送信先アドレス保持手段３７からの送信先アドレスＡ２ａを比較し、送信先アドレス比較結果Ｈ２を出力する。その後、データシーケンス番号検出部３５においてデータシーケンス番号を検出すると、その値のデータシーケンス番号Ｎ１と、データシーケンス番号検出通知Ｑ４を出力する。データシーケンス番号比較器４１ではデータシーケンス番号検出部３５からのデータシーケンス番号Ｎ１とデータシーケンス番号保持手段３８からのデータシーケンス番号Ｎ１ａを比較し、データシーケンス番号比較結果Ｈ３を出力する。最後に、シーケンス判定部４２では、データシーケンス番号検出通知Ｑ４を受けて、受信したデータフレームが同一のフレームなのか判断する（Ｓ５）。送信元アドレス判定結果Ｈ１、送信先アドレス比較結果Ｈ２、データシーケンス番号比較結果Ｈ３の比較結果により、送信元アドレス、送信先アドレスが一致、データシーケンス番号は再送されたデータフレームであるため一致するので、シーケンス異常と判断し（Ｓ７）、転送要求信号Ｑ１がアクティブになり、転送データ生成部１５に転送指示する（Ｓ８）。その後、シーケンス判定部４２は、情報更新信号Ｑ５をアクティブにし、送信元アドレス保持手段３６、送信先アドレス保持手段３７、データシーケンス番号保持手段３８で保持する値を更新する。転送データ生成部１５では、転送要求信号Ｑ１がアクティブになると、受信データバッファ１４からデータを取り込み、送信フレームを生成し（Ｓ９）、転送データＤ３を送信手段１６に出力する。送信手段１６は転送データ生成部１５からの転送データＤ３の出力を受けて、アンテナ１７を経てデータを送信する（Ｓ１０）（ｔ７’）。

このように、２端末間で“Ｄａｔａ−Ａｃｋ”の組み合わせによるデータ通信が行われているときに、通信シーケンスに異常が発生したことを検出すれば、中継的・支援的にデータ転送することにより、シーケンスエラーを発生させた端末がどのネットワークに属する端末なのかを意識する必要無く、シーケンスエラーを検出した端末すべてが転送可能なため、連続した伝送エラーを回避でき、ネットワーク全体のスループットが向上する。

（実施の形態２）
図５は実施の形態１に従って動作した場合に生じる問題について述べたものであり、図６は図５での課題を解決するための本発明の実施の形態２における無線ＬＡＮ装置の構成を示すブロック図である。

まず、図５について述べる。第１の端末STA1と第２の端末STA2が通信しているとき、第１のデータData1（ｔ１〜ｔ２）、第２のデータData2（ｔ３〜ｔ４）までは正常に通信される。第３のデータData3（ｔ５）は送信されるが、正常に第２の端末STA2で受信できないため（ｔ５’’’）、第２の端末STA2からの正常受信通知ACK3が送信されない（ｔ６’’’）。そのため、第１の端末STA1から第３のデータData3が再送される（ｔ７）。この“Ｄａｔａ−ＡＣＫ”のシーケンスのエラーは第３の端末STA3および第４の端末STA4が検出できるので、第３の端末STA3および第４の端末STA4は共に第２の端末STA2に対して転送を試みる（ｔ９’，ｔ１１’’）。この場合、第３の端末STA3による転送が成功するか否かにかかわらず、第４の端末STA4からの転送も行われてしまうので（ｔ１１’’）、同じデータが２回送信されてしまう。もしＮ台の端末が第１の端末STA1および第２の端末STA2間の通信を監視できるとすると、一度エラーが発生したときに、第１の端末STA1および第２の端末STA2を除く（Ｎ−２）台の端末が転送を開始してしまうので、端末の台数が多いときは、かえって伝送効率の低下を招いてしまうことがある。

実施の形態２では、図６に示すように、実施の形態１の構成にＡＣＫ検出手段１８を追加することで、この伝送効率の低下を防いでいる。以下に図７、図８を用いてその手順を説明する。

実施の形態１の場合と、第３のフレームを受信して転送要求信号Ｑ１を生成するステップまでは同じである。Ｓ１〜Ｓ１０までは実施の形態１と同じであり、Ｓ９ａとＳ９ｂが追加されている。第３の端末STA3において転送する必要があると判断した後（Ｓ７）、シーケンス監視部１３が転送データ生成部１５に対して転送指示し（Ｓ８）、転送データ生成部１５がバッファした受信データＤ２から転送データＤ３を生成して（Ｓ９）、送信手段１６に転送データＤ３を出力し、送信手段１６が自局による転送のタイミングを待っているときに、アンテナ１７より信号入力があり、受信手段１１から得られる受信データＤ１をＡＣＫ検出手段１８により、自局が転送を試みる転送先端末からのＡＣＫフレームであることが検出される（Ｓ９ａ）と、転送データ生成部１５は転送中止信号Ｑ６の入力により、転送データＤ３の送信の試みを中断し（Ｓ９ｂ）、自局による転送シーケンスを終了する。図８では、第４の端末STA4からのデータData3の転送（ｔ１１’’）が中断され、その結果として、第２の端末STA2からの正常受信通知ACK3の送信（ｔ１２’’’）も中断されている。

このように、自局が転送を試みようとしているときに他端末による転送が先に行われた場合、送信先端末から正常受信通知が戻ってきたら、自局による転送手続きをキャンセルすることにより、転送可能な端末が多くなった場合でもスループットを低下させることなくデータの転送を行うことができる。

（実施の形態３）
図９は本発明の実施の形態３における無線ＬＡＮ装置の構成を示すブロック図である。Ｑ７は受信完了信号であり、受信手段１１がフレームの終わりを検出するとアクティブになる。２２はタイミング監視手段であり、ＡＣＫ検出手段１８、データフレーム検出手段１９、ＩＦＳ時間計測手段２０およびタイミング判定部２１から構成されている。データフレーム検出手段１９は、受信データＤ１がデータフレームであるときデータフレーム検出信号Ｑ８をアクティブにする。ＩＦＳ時間計測手段２０は、受信手段１１からの受信完了信号Ｑ７がアクティブになったときリセットされ、フレームの終わりと次のフレームの先頭までの時間であるＩＦＳ時間を計測し、ＩＦＳ時間Ｑ９を出力する。ＡＣＫ検出手段１８は、受信データＤ１がＡＣＫフレームであるとき、ＡＣＫフレーム検出信号Ｑ６ａをアクティブにする。タイミング判定部２１は、計時によって次第に増加してゆくＩＦＳ時間Ｑ９が所定の上限値に達するまでにＡＣＫフレーム検出信号Ｑ６ａがアクティブになるかならないかによって、シーケンスが正常か否かを判定し、シーケンス異常時に転送要求信号Ｑ１を出力する。

次に、図１０を用いて、２端末間通信を行う第１の端末STA1および第２の端末STA2とその間にいる第３の端末STA3の動作を説明する。

まず、第１の端末STA1が第１のデータData1のフレームを第２の端末STA2に向けて送信する（ｔ１）。第２の端末STA2はこのデータフレームを正常に受信できるので（ｔ１’’）、正常受信通知ACK1を第１の端末STA1に向けて送信する（ｔ２’’）。このとき、第３の端末STA3は第２の端末STA2が第１の端末STA1に対して送った正常受信通知ACK1を観測することで、正常に通信が行われていると判断する（ｔ２’）。その後、第１の端末STA1は第２の端末STA2に向けて第２のデータData2を送信する（ｔ３）。すると、第２の端末STA2はこのデータを受信できないので、破線矢印で示すように正常受信通知ACK2を返さない（ｔ４’’）。第３の端末STA3はこのときＡＣＫフレームが返ってくるまでの時間を計測しており、一定時間経過後も正常受信通知ACK2が返らないと、通信のエラーが発生したと判断し（ｔ４’）、第３の端末STA3が第２の端末STA2に向けて転送データを送信する（ｔ５’）。

以下、この第３の端末STA3の動作について図９と図１１を用いて説明する。

まず、第３の端末STA3は待機状態（Ｓ２１）で、データの伝送が開始されたか監視している状態にある（Ｓ２２）。第１の端末STA1が第１のデータData1のフレームを第２の端末STA2に向けて送信する（ｔ１）。このとき、第３の端末STA3はアンテナ１７からデータを受信する（ｔ１’）。受信手段１１は受信を開始すると、受信データＤ１を出力し、受信したデータが自局宛なのかどうか判定（Ｓ２３）し、受信データＤ１が自局宛のときは、受信データＤ１を自局宛データ処理部１２へ入力し自局宛受信処理（Ｓ２４）を行う。また、自局宛ではない場合、データフレーム検出手段１９はデータフレームを受信したことを検出すると（Ｓ２５）、データフレーム検出信号Ｑ８を出力する。その後、受信手段１１において受信された受信データＤ１は受信データバッファ１４へ格納される。また、受信手段１１において受信を終了すると、受信完了信号Ｑ７がアクティブになる。このとき、データフレーム検出信号Ｑ８がアクティブであると、ＩＦＳ時間計測手段２０がリセットされる。その後、次のフレーム待機状態（Ｓ２６）に遷移して、［ＩＦＳ時間］±［一定範囲］の時間で（Ｓ２７）、ＡＣＫフレームが第２の端末STA2から送信されるのを待つ（Ｓ２８）。このとき、第２の端末STA2が第１の端末STA1に対してＡＣＫフレームを送信する（ｔ２’’）と、第３の端末STA3はアンテナ１７からデータの受信を開始し（ｔ２’）、受信手段１１は受信データＤ１を出力する。ＡＣＫ検出手段１８では、ＡＣＫフレームを検出すると、ＡＣＫフレーム検出信号Ｑ６ａを出力する。タイミング判定部２１は、ＡＣＫフレーム検出信号Ｑ６ａがアクティブになると、ＩＦＳ時間Ｑ９の値を参照し、［ＩＦＳ時間］±［一定範囲］の時間であるとき、正常に第２の端末STA2から第１の端末STA1に対して正常に正常受信通知ACK1が送信されたと判定（Ｓ２８）し、初期待機状態に遷移する。このとき転送要求信号Ｑ１はインアクティブになる。

次に、第１の端末STA1が第２のデータData2のフレームを第２の端末STA2に向けて送信する。このとき、第３の端末STA3は待機状態（Ｓ２１）で、データの伝送が開始されたか監視している状態にある（Ｓ２２）。第３の端末STA3は、アンテナ１７からデータ受信を開始すると、受信手段１１は受信データＤ１を出力する。受信データＤ１が自局宛であるかどうか判定し（Ｓ２３）、自局宛であるときは、受信データＤ１を自局宛データ処理部１２へ入力し自局宛受信処理（Ｓ２４）を行う。自局宛でない場合、フレームの種別を判定する（Ｓ２５）。データフレーム検出手段１９はデータフレームを受信したことを検出すると（Ｓ２５）、データフレーム検出信号Ｑ８を出力する。その後、受信手段１１において受信された受信データＤ１は受信データバッファ１４へ格納される。また、受信手段１１において受信を終了すると、受信完了信号Ｑ７がアクティブになる。データフレーム検出信号Ｑ８がアクティブであると、ＩＦＳ時間計測手段２０がリセットされ、新たにＩＦＳ時間の計測を開始する。このときＡＣＫ受信待機状態に遷移する（Ｓ２６）。このとき、第２の端末STA2は正常にデータフレームを受信できていないのでＡＣＫフレームを送信しない。第３の端末STA3は正常受信通知ACK2が戻らないのでＩＦＳ時間計測手段２０が［ＩＦＳ時間］＋［揺らぎ時間］経過（Ｓ２９）してもＡＣＫフレームを検出しないため、ＡＣＫフレーム検出信号Ｑ６ａがインアクティブになる。そのため、自局による転送が必要と判定し（Ｓ３０）、転送要求信号Ｑ１をアクティブにする。転送データ生成部１５は、この転送要求信号Ｑ１がアクティブになると（Ｓ３１）、受信データバッファ１４からバッファした受信データＤ２を読み出し、転送データＤ３を生成する（Ｓ３２）。送信手段１６は、転送データＤ３が入力されると、アンテナ１７を介してデータを転送（Ｓ３３）する。

このように、第３の端末STA3は転送するべきかどうかをＡＣＫフレームが戻るかどうかで判断することができるので、特に転送するための設定を端末に設ける必要はなく、自動的に転送処理を開始することが可能となる。

本発明の技術は、中継的・支援的のデータ転送を効率良く行うことができ、通信環境が良くない状況で使用する無線ＬＡＮ装置、無線ＬＡＮ転送制御方法等として有用である。

本発明の実施の形態１における無線ＬＡＮ装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１における無線ＬＡＮ装置のシーケンス監視部の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１における無線ＬＡＮ装置の通信シーケンス 本発明の実施の形態１の無線ＬＡＮ転送制御方法の転送シーケンスのフローチャート 本発明の実施の形態１における課題を示す通信シーケンス 本発明の実施の形態２における無線ＬＡＮ装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態２の無線ＬＡＮ転送制御方法の転送シーケンスのフローチャート 本発明の実施の形態２における無線ＬＡＮ装置の通信シーケンス 本発明の実施の形態３における無線ＬＡＮ装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態３における無線ＬＡＮ装置の通信シーケンス 本発明の実施の形態３の無線ＬＡＮ転送制御方法の転送シーケンスのフローチャート 本発明の実施の形態において想定する状況の説明図 従来の無線ＬＡＮ装置の構成を示すブロック図 従来の無線ＬＡＮ装置の通信シーケンス

符号の説明

１１ 受信手段
１２ 自局宛データ処理部
１３ シーケンス監視部
１４ 受信データバッファ
１５ 転送データ生成部
１６ 送信手段
１７ アンテナ
１８ ＡＣＫ検出手段
１９ データフレーム検出手段
２０ ＩＦＳ時間計測手段
２１ タイミング判定部
２２ タイミング監視手段
３１ フレーム検出部
３２ フレーム種別検出部
３３ 送信元アドレス検出部
３４ 送信先アドレス検出部
３５ データシーケンス番号検出部
３６ 送信元アドレス保持手段
３７ 送信先アドレス保持手段
３８ データシーケンス番号保持手段
３９ 送信元アドレス比較器
４０ 送信先アドレス比較器
４１ データシーケンス番号比較器
４２ シーケンス判定部
Ａ１ 送信元アドレス
Ａ２ 送信元アドレス
Ａ３ 送信先アドレス
Ａ４ 送信先アドレス
Ｄ１ 受信データ
Ｄ２ バッファした受信データ
Ｄ３ 転送データ
Ｈ１ 送信元アドレス判定結果
Ｈ２ 送信先アドレス判定結果
Ｈ３ データシーケンス番号比較結果
Ｎ１ データシーケンス番号
Ｎ２ データシーケンス番号
Ｑ１ 転送要求信号
Ｑ２ フレーム検出信号
Ｑ３ データフレーム検出信号
Ｑ４ データシーケンス番号検出通知
Ｑ５ 情報更新信号
Ｑ６ 転送中止信号
Ｑ６ａ ＡＣＫフレーム検出信号
Ｑ７ 受信完了信号
Ｑ８ データフレーム検出信号
Ｑ９ ＩＦＳ時間

Claims (7)

1. 送受信シーケンスにおける送信データを受信する受信手段と、
   前記受信手段による受信データに基づいて送受信シーケンスを監視し、シーケンス異常のときに転送要求を行うシーケンス監視手段と、
   前記受信手段による前記受信データを一時的に保持する受信データバッファ手段と、
   前記シーケンス監視手段からの前記転送要求に従って前記受信データバッファ手段から前記受信データを読み込み、転送データを生成して送出する転送データ生成手段と
   前記転送データ生成手段からの前記転送データを送信する送信手段と
   を備えた無線ＬＡＮ装置。
2. 送受信シーケンスにおける送信データを受信する受信手段と、
   前記受信手段による受信データに基づいて送受信シーケンスを監視し、シーケンス異常のときに転送要求を行うシーケンス監視手段と、
   前記受信手段による前記受信データを一時的に保持する受信データバッファ手段と、
   前記受信データにおいて送受信シーケンスでのＡＣＫ（正常受信通知）を検出するＡＣＫ検出手段と、
   前記ＡＣＫ検出手段からのＡＣＫ検出がないときは前記シーケンス監視手段からの前記転送要求に従って前記受信データバッファ手段から前記受信データを読み込み、転送データを生成して送出するとともに、前記ＡＣＫ検出手段からのＡＣＫ検出があるときは不動作となる転送データ生成手段と、
   前記転送データ生成手段からの前記転送データを送信する送信手段と
   を備えた無線ＬＡＮ装置。
3. 送受信シーケンスにおける送信データを受信する受信手段と、
   前記受信手段による受信データにおいて送受信シーケンスでのデータフレームおよびＡＣＫ（正常受信通知）を検出するもので、データフレーム検出から計時して所定の時間内に対応するＡＣＫの検出がないときに転送要求を行うタイミング監視手段と、
   前記受信手段による前記受信データを一時的に保持する受信データバッファ手段と、
   前記タイミング監視手段からの前記転送要求に従って前記受信データバッファ手段から前記受信データを読み込み、転送データを生成して送出する転送データ生成手段と、
   前記転送データ生成手段からの前記転送データを送信する送信手段と
   を備えた無線ＬＡＮ装置。
4. 前記タイミング監視手段は、
   前記受信データがデータフレームかを検出するデータフレーム検出手段と、
   前記受信データに基づいてデータフレームの終わりから次のデータフレームの先頭までを計時する時間計測手段と、
   前記受信データにおいて送受信シーケンスでのＡＣＫ（正常受信通知）を検出するＡＣＫ検出手段と、
   前記時間計測手段からの時間情報と前記ＡＣＫ検出手段からの検出情報に基づいてデータフレーム検出から計時して所定の時間内に対応するＡＣＫの検出がないときに転送要求を行うタイミング判定手段と
   を含む請求項３に記載の無線ＬＡＮ装置。
5. 送受信シーケンスにおける送信データの受信を開始したかを判断するステップと、
   自局宛かを判断し、自局宛でないときは受信データを一時的に保持するステップと、
   送信データが再送か否かをみるために同一のデータフレームかを判断するステップと、
   同一のデータフレームと判断したときにシーケンス異常として、前記一時的に保持した前記受信データから転送データを生成するステップと、
   前記生成した前記転送データを送信するステップと
   を含む無線ＬＡＮ転送制御方法。
6. 送受信シーケンスにおける送信データの受信を開始したかを判断するステップと、
   自局宛かを判断し、自局宛でないときは受信データを一時的に保持するステップと、
   送信データが再送か否かをみるために同一のデータフレームかを判断するステップと、
   同一のデータフレームと判断したときにシーケンス異常として、前記一時的に保持した前記受信データから転送データを生成するステップと、
   前記受信データにおいて送受信シーケンスでのＡＣＫ（正常受信通知）の検出を判断するステップと、
   前記ＡＣＫの検出が確認されないときは前記生成した前記転送データを送信し、前記ＡＣＫの検出が確認されたときは前記生成した転送データの送信をキャンセルするステップと
   を含む無線ＬＡＮ転送制御方法。
7. 送受信シーケンスにおける送信データの受信を開始したかを判断するステップと、
   自局宛かを判断し、自局宛でないときは受信データを一時的に保持するステップと、
   送信データが再送か否かをみるために同一のデータフレームかを判断するステップと、
   同一のデータフレームと判断したときに一定時間経過前にＡＣＫ（正常受信通知）を受信したかを判断するステップと、
   一定時間経過前に前記ＡＣＫを受信しなかったときにシーケンス異常として、前記一時的に保持した前記受信データから転送データを生成するステップと、
   前記生成した前記転送データを送信するステップと
   を含む無線ＬＡＮ転送制御方法。

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