JP2007243834A - 通信システム，通信装置，通信方法，およびコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の通信局の各々に通信路を使用できる期間が割り当てられている通信システムにおける伝送効率の低下を防止する。
【解決手段】 複数の通信局を含み，複数の通信局の各々に通信路を使用できる期間が割り当てられている通信システムにおいて，上記通信局に，自局が通信路を使用できる期間の開始時期と終了時期とを示す情報を記憶している期間情報記憶部１１０と，自局が通信路を使用できる期間が到来した場合に，該期間の終了時期までの残り時間をカウントする時間管理部１１８と，送信対象の情報を送信する場合に必要な送信時間を計算する送信時間計算部１１６と，送信時間計算部により計算された送信時間と，時間管理部によりカウントされている残り時間とを比較し，送信時間が残り時間以下である場合に，情報の送信を許可する送信可否判断部１２０とを設けた。
【選択図】 図３

Description

本発明は，通信システム，通信装置，通信方法，およびコンピュータプログラムに関する。より詳しくは，複数の通信局を含み，複数の通信局の各々に通信路を使用できる期間が割り当てられている通信システム，その通信システムに適用される通信装置，通信方法，およびコンピュータプログラムに関する。

従来，複数の通信局を含む通信システムにおいて，各通信局に対して，その通信局が通信路を使用できる期間が割り当てられている通信システムが提供されている。このような通信システムは，有線通信，無線通信のいずれにも適用可能である。

無線通信システムには，アクセスポイント等の特定の制御局が存在するインフラストラクチャモードと，特定の制御局が存在せずに複数の移動通信局のみにより構成されるアドホックモードとがある。インフラストラクチャモードとアドホックモードのいずれの場合でも，上記のように，各通信局に通信路の使用期間を割り当てることができる。

アドホックモードの無線通信システムで，各通信局に通信路の使用期間を割り当てる場合には，例えば，各通信局が一定間隔で送信するビーコンを利用して割り当てを行うことができる（例えば，特許文献１参照。）。この無線通信システムでは，ビーコンを送信した後の所定の期間は，そのビーコンを送信した通信局に送信の優先権を与えることにより，各通信局に，通信路を使用できる期間を割り当てている。

国際公開第２００４／０７１０２２号パンフレット

しかし，各通信局に通信路を使用できる期間が割り当てられている通信システムでは，通信局が自己に割り当てられた期間内にデータの送信を終えることができない場合があった。つまり，通信局がデータを送信した際に，そのデータの送信にかかる時間が，自己に割り当てられた期間が終了する時期までに残された時間よりも長いと，通信局はそのデータの送信を自己に割り当てられた期間内に完了することができない。その場合，自局はデータ送信の完了を認識できないため，同じデータを再度送信しなくてはならない。また，自局が送信したデータが，次に通信路の使用期間を割り当てられた通信局から送信されたデータと衝突してしまう可能性がある。その結果，伝送効率が低下するという問題点があった。

そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，複数の通信局の各々に通信路を使用できる期間が割り当てられている通信システムにおいて，伝送効率の低下を防止することが可能な，新規かつ改良された通信システム，通信装置，通信方法，およびコンピュータプログラムを提供することにある。

上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，複数の通信局を含み，複数の通信局の各々に通信路を使用できる期間が割り当てられている通信システムが提供される。本通信システムにおいて，通信局は，少なくとも自局が通信路を使用できる期間の開始時期と終了時期とを示す情報を記憶している期間情報記憶部と；自局が通信路を使用できる期間が到来した場合に，該期間の終了時期までの残り時間をカウントする時間管理部と；送信対象の情報を送信する場合に必要な送信時間を計算する送信時間計算部と；送信時間計算部により計算された送信時間と，時間管理部によりカウントされている残り時間とを比較し，送信時間が残り時間以下である場合に，情報の送信を許可する送信可否判断部と；を備える。

上記発明によれば，通信局は，情報を送信する際に，その情報の送信にかかる時間が，自己に割り当てられた期間が終了する時期までに残された時間よりも長い場合には，その情報の送信を許可しない。そのため，通信局は，その通信局が通信路を使用できる期間内に送信が完了する場合にのみ，情報を送信することができる。その結果，同じ情報の再送信や，自局の次に通信路の使用期間を割り当てられた他の通信局から送信された情報との衝突の可能性を低減させ，伝送効率の低下を防止することができる。

上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，複数の通信局の各々に通信路を使用できる期間が割り当てられている通信システムにおける通信装置が提供される。本通信装置は，少なくとも自局が通信路を使用できる期間の開始時期と終了時期とを示す情報を記憶している期間情報記憶部と；自局が通信路を使用できる期間が到来した場合に，該期間の終了時期までの残り時間をカウントする時間管理部と；送信対象の情報を送信する場合に必要な送信時間を計算する送信時間計算部と；送信時間計算部により計算された送信時間と，時間管理部によりカウントされている残り時間とを比較し，送信時間が残り時間以下である場合に，情報の送信を許可する送信可否判断部と；を備える。

上記発明によれば，通信装置は，情報を送信する際に，その情報の送信にかかる時間が，自己に割り当てられた期間が終了する時期までに残された時間よりも長い場合には，その情報の送信を許可しない。そのため，通信装置は，その通信装置が通信路を使用できる期間内に送信が完了する場合にのみ，情報を送信することができる。その結果，同じ情報の再送信や，自局の次に通信路の使用期間を割り当てられた他の通信装置から送信された情報との衝突を低減させ，伝送効率の低下を防止することができる。

上記通信装置は，自局が通信路を使用できる期間の間，定期的に，送信対象の情報があるか否かを判断する対象情報有無判断部をさらに備えてもよく，その場合に，条記送信時間計算部は，対象情報有無判断部により，送信対象の情報があると判断された場合に，該送信対象の情報の送信時間を計算するようにしてもよい。かかる構成によれば，ある送信対象の情報が残り時間との関係で送信できない場合でも，残り時間内に送信可能な他の送信対象の情報が存在する場合に，その情報を送信対象の情報として送信可否判断を行うことができる。そのため，自局に割り当てられた期間内に，より多くの情報を送信することができる。

上記送信時間は，自局から他の通信局へ送信するデータと，該データに対する応答として他の通信局から自局が受信する応答データとを含む，送信対象の情報の送信を完了させるための全てのデータの送受信にかかる時間であってもよい。

上記送信時間計算部は，応答データの内容に従って，必要に応じて送信時間を再度計算するようにしてもよい。かかる構成によれば，応答データの内容に従って伝送レート等の通信条件や送信対象の情報の内容などを変更しなければならない場合に，変更後の条件等に沿った送信時間を計算し，再度計算された送信時間によって送信可否を判断することができる。

上記期間情報記憶部は，通信システム内の複数の通信局に各々割り当てられた期間の開始時期と終了時期とを示す情報をさらに記憶していてもよく，上記通信装置はさらに，他の通信局に割り当てられた期間の間に，該他の通信局からデータを受信するデータ受信部と；データ受信部が受信したデータを解析する受信データ解析部と；を備え，データ解析部により解析されたデータが，他の通信局が自局に対して自局の送信対象の情報を送信することを許可するデータであった場合に，時間管理部は，他の通信局が通信路を使用できる期間の終了時期までの残り時間をカウントするようにしてもよい。かかる構成によれば，他局に割り当てられている期間に該他局の許可を得て情報を送信する場合に，該他局に割り当てられている期間の残り時間をカウントすることができるので，該他局に割り当てられている期間内に送信を完了できる情報のみを送信することができる。

上記通信装置は，データを受信するデータ受信部と；データ受信部により受信されたデータを解析する受信データ解析部と；をさらに備え，受信データ解析部により解析されたデータの送信元が，通信システム内の既知の通信局でない場合に，時間管理部は，残り時間が無いと判断可能な値に設定するようにしてもよい。かかる構成によれば，残り時間は無いと判断可能な値に設定することにより，通信装置は，その後いかなる送信対象の情報も送信不可と判断する。そのため，自局が送信するデータが未知の送信元から送信されるデータと衝突することを回避できる。

上記時間管理部は，ハードウェアで構成されていてもよい。かかる構成によれば，自局の割り当て期間の残り時間を，細かい刻みで管理することができる。

上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，コンピュータに上記の通信装置として機能させるコンピュータプログラムが提供される。コンピュータプログラムは，コンピュータが備える記憶装置に格納され，コンピュータが備えるＣＰＵに読み込まれて実行されることにより，そのコンピュータを上記の通信装置として機能させる。また，コンピュータプログラムが記録された，コンピュータで読み取り可能な記録媒体も提供される。記録媒体は，例えば，磁気ディスク，光ディスクなどである。

上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，複数の通信局を含み，複数の通信局の各々に通信路を使用できる期間が割り当てられている通信システムにおける通信方法が提供される。本通信方法な，自局が通信路を使用できる期間が到来した場合に，該期間の終了時期までの残り時間をカウントするステップと；送信対象の情報を送信する場合に必要な送信時間を計算するステップと；計算された送信時間と，カウントされている残り時間とを比較し，送信時間が残り時間以下である場合に，情報の送信を許可するステップと；を含む。

以上説明したように本発明によれば，複数の通信局の各々に通信路を使用できる期間が割り当てられている通信システムにおいて，伝送効率の低下を防止することが可能な，通信システム，通信装置，通信方法，およびコンピュータプログラムを提供することができる。

以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

本実施形態では，本発明にかかる通信システムを，特定の制御局が存在せず，複数の移動通信局のみで構成されるアドホックモードの無線通信システム１００に適用して説明する。なお，本発明は，本実施形態に限定されることはなく，アクセスポイント等の特定の制御局を介して各通信局が通信を行うインフラストラクチャモードの無線通信システム，および，有線通信システムにも適用可能である。

まず，図１に基づいて，本実施形態にかかる通信システム１００の概要を説明する。通信システム１００は，複数の通信装置１０２−１，１０２−２，１０２−３，…（以後，単に通信装置１０２とも称する。）から構成されるアドホックモードの無線通信システムである。各通信装置は，通信範囲１０４−１〜１０４−３をもち，この通信範囲が重複している他の通信装置と直接通信を行うことができる。

通信システム１００において，各通信装置１０２は，自局の存在を周辺に知らせる目的等で，定期的にビーコンを送信する。新たに通信システム１００に参加する通信装置は，通信システム１００内の既存の各通信装置から送信されるビーコンを受信し，確認しながら，他の通信装置と重複しないように自局のビーコン送信タイミングを決定する。このようにして，通信システム１００内の各通信装置１０２は，定期的に，決められたタイミングでビーコンを送信する。

本実施形態では，各通信装置１０２がビーコンを送信した後の一定の時間を，そのビーコンを送信した通信装置１０２が通信路を使用できる期間（以後，通信路を使用できる期間を，使用可能期間とも称する。）として割り当てる。使用可能期間の割り当て例を，図２を参照して説明する。

図２では，図１に示した通信装置１０２−１，１０２−２，および１０２−３の３つの通信装置が含まれるアドホックネットワークにおける，使用可能期間の割り当て例を示している。ビーコンＡは，通信装置１０２−１により定期的に送信されるビーコンであり，ビーコンＢは，通信装置１０２−２により定期的に送信されるビーコンであり，ビーコンＣは，通信装置１０２−３により定期的に送信されるビーコンである。図示のように，各通信装置のビーコン送信のタイミングは，ビーコン送信周期において互いに重複しないよう，分散している。

通信装置１０２−１がビーコンＡを送信した後に，使用可能期間として割り当てられる一定の時間を，符号１０６−１で示した。同様に，通信装置１０２−２がビーコンＢを送信した後に，使用可能期間として割り当てられる一定の時間を，符号１０６−２で示し，通信装置１０２−３がビーコンＣを送信した後に，使用可能期間として割り当てられる一定の時間を，符号１０６−３で示した。

各通信装置１０２の使用可能期間１０６−１〜１０６−３の終了後，次の通信装置がビーコンを送信するまでの間の期間（符号１０８−１，１０８−２，１０８−３，１０８−４，以後，フリー期間１０８とも称する。）は，いずれの通信装置１０２にも予め割り当てられてはいない期間である。このフリー期間１０８は，通常のＣＳＭＡ／ＣＡ方式による公平な送信権利獲得競合が行われるようにしてもよい。つまり，フリー期間１０８の間は，各通信装置１０２は，キャリアセンスおよびバックオフタイムの計時を行い，通信路が所定時間以上空いていることを確認した後に，データを送信することができる。

上述のように，通信システム１００では，各通信装置１０２に割り当てられた使用可能期間と，フリー期間とを含め，通信路の使用権利をもつ通信装置が所定時間間隔ごとに移っていく。以後，上記の所定時間間隔をタイムスロットと称し，自局に割り当てられた通信路の使用可能期間と，自局が送信権利を獲得したフリー期間とを，まとめて，自局が送信権利を有するタイムスロットと称する。図２の例では，タイムスロットＴ１は，通信装置１０２−１が送信権利を有するタイムスロットであり，タイムスロットＴ３は，通信装置１０２−２が送信権利を有するタイムスロットである。

図２に示すように，通信システム１００における時間軸は，複数のタイムスロットＴ１〜Ｔ７〜に分割される。各通信装置１０２は，通信システム１００内の各通信装置１０２間で交換されるビーコン等により，各タイムスロットの開始時期と終了時期とを認識している。通信システム１００では，各通信装置１０２が，自局が送信権利を有するタイムスロット内に送信を完了できる情報のみを送信することで，情報の再送信や衝突をできるだけ回避し，伝送効率の低下を防止している。以下に，通信装置１０２について詳細に説明する。

まず，図３に基づいて，通信装置１０２の構成について説明する。通信装置１０２は，期間情報記憶部１１０，上位レイヤ１１２，対象情報有無判断部１１４，送信時間計算部１１６，時間管理部１１８，送信可否判断部１２０，送信データバッファ１２２，パケット生成部１２４，受信データ解析部１２６，および送受信部１２８などを主に備える。

期間情報記憶部１１０は，少なくとも自局が通信路を使用できる期間の開始時期と終了時期とを示す情報を記憶している。本実施形態では，期間情報記憶部１１０には，通信システム１００内の複数の通信装置に各々割り当てられた使用可能期間の開始時期と終了時期とを示す情報も記憶されている。

詳細には，期間情報記憶部１１０には，図２に示した，通信システム１００における時間軸を分割している複数のタイムスロットＴ１〜Ｔ７〜について，各タイムスロットの開始時刻と終了時刻，および，各タイムスロットにおいて送信権利を有する通信装置の識別子が記憶されている。フリー期間に対応するタイムスロットの場合には，送信権利はどの通信装置にも予め割り当てられてはいないので，通信装置の識別子は記憶されていない。タイムスロットの開始時刻と終了時刻，および送信権利を有する通信装置の識別子は，上位レイヤ１１２により期間情報記憶部１１０に書き込まれる。

上位レイヤ１１２は，通信システム１００内の他の通信装置とのビーコンの交換等を通して，タイムスロットの情報を取得し，期間情報記憶部１１０に書き込む。また，上位レイヤ１１２は，送信対象の情報を対象情報有無判断部１１４に提供する。具体的には例えば，自局から自発的に他の通信装置に送信をしたいデータや，他の通信装置からのデータ受信を受けて自局が該他の通信装置に送信しなければならないデータ（ＡＣＫなど）を，対象情報有無判断部１１４に提供する。

対象情報有無判断部１１４は，自局が通信路を使用できる期間の間，定期的に，送信対象の情報があるか否かを判断する。詳細には，対象情報有無判断部１１４は，期間情報記憶部１１０に格納されているタイムスロットの情報を参照し，自局に送信権利が割り当てられているタイムスロットの間，定期的に，送信対象情報を上位レイヤから受けているかを確認する。

また，フリー期間に対応するタイムスロットにおいても，自局が送信権利を獲得した場合には，そのタイムスロットの間，同様に，送信対象情報を上位レイヤから受けているかを定期的に確認する。また，他の通信装置が送信権利を有しているタイムスロットの間は，対象情報有無判断部１１４は，定期的に送信対象有無の判断を行わなくてもよいが，上位レイヤから送信すべきデータを提供された場合には，送信対象情報があると判断する。対象情報有無判断部１１４は，送信対象の情報があると判断した場合には，送信時間計算部１１６に通知する。

送信時間計算部１１６は，送信対象の情報を送信する場合に必要な送信時間を計算する。詳細には，送信時間計算部１１６は，対象情報有無判断１１４から通知を受けて，送信対象の情報の送信完了までにかかる時間を計算する。送信対象の情報には，例えば，まず初めに自局から送信相手局に送るＲＴＳ，そのＲＴＳに応答して送信相手局から自局に送信されるＣＴＳ，ＣＴＳを受けてから自局が送信相手局に送信する送信対象のデータ，送信相手局から自局に送信されるＡＣＫが含まれる。従って，送信時間計算部１１６は，ＲＴＳの送信開始からＡＣＫの受信までに要する時間を計算する。送信に要する時間の計算は，データ量／伝送レートとすることができる。送信時間計算部１１６は，計算した送信時間を送信可否判断部１２０に提供する。

時間管理部１１８は，自局が通信路を使用できる期間が到来した場合に，該期間の終了時期までの残り時間をカウントする。詳細には，時間管理部１１８は，期間情報記憶部１１０を参照し，自局に送信権利が割り当てられているタイムスロットの開始時刻になると，そのタイムスロットの終了時刻と開始時刻とからそのタイムスロットの時間的な長さを算出し，算出された時間をタイマに設定する。そして，時間管理部１１８は，設定したタイマを０になるまで毎刻更新することにより，タイムスロットの残り時間のカウントダウンを行う。なお，カウントダウンではなく，カウントアップとしてもよい。

また，時間管理部１１８は，フリー期間に対応するタイムスロットにおいて自局が送信権利を獲得した場合にも，そのタイムスロットの残り時間のカウントを行う。その場合には，時間管理部１１８は，送信権利を獲得後，期間情報記憶部１１０を参照して該当するタイムスロットの終了時刻を取得し，現時刻と終了時刻とからタイムスロットの残り時間を算出し，その時間をタイマに設定する。そして，上記と同様に，タイムスロットの残り時間のカウントダウンを行う。

さらに，時間管理部１１８は，他の通信装置が送信権利を有するタイムスロットにおいても，送信権利を有する通信装置から情報の送信を許可された場合には，タイムスロットの残り時間のカウントを行う。詳細には，送信権利が割り当てられている通信装置が送信したいデータが無い場合などに，その通信装置は，通信システム１００内の他の通信装置に，送信権利を譲ることができる。これは，例えば，送信権利が割り当てられている通信装置が当該通知，つまり，送信権利を譲る旨の通知，を含むＲＴＳを通信システム１００内の他の通信装置に送信することにより，実行することができる。このように，他の通信装置に送信権利が割り当てられているタイムスロットであっても，その通信装置から送信権利を譲られた場合には，通信装置１０２は上記と同様にタイムスロットの残り時間のカウントを行う。

本実施形態では，この時間管理部１１８はハードウェアにより構成される。ハードウェアで構成されることにより，ソフトウェアで構成される場合よりも，時間管理部１１８は，細かい刻みで時間を管理することができる。詳細には，時間管理部１１８がソフトウェアで構成される場合，残り時間のカウントダウンは，ＣＰＵの動作周期でしか行うことができないが，時間管理部１１８がハードウェアで構成されていれば，残り時間のカウントダウンをアナログ的に細かい刻みで行うことができる。

送信可否判断部１２０は，送信時間計算部１１６により計算された送信時間と，時間管理部１１８によりカウントされている残り時間とを比較し，送信時間が残り時間以下である場合に，送信対象の情報の送信を許可する。詳細には，送信可否判断部１２０は，送信時間計算部１１６から送信時間を取得すると，時間管理部１１８によりカウントされているタイムスロットの残り時間を参照し，送信時間と残り時間とを比較する。

比較の結果，送信時間の方が残り時間よりも短いか，送信時間と残り時間とが同じであれば，タイムスロット内に情報の送信が完了するため，送信可否判断部１２０は，情報の送信を許可し，パケット生成部１２４に通知する。一方，比較の結果，送信時間の方が残り時間よりも長ければ，タイムスロット内に情報の送信が完了しないため，送信可否判断部１２０は，情報の送信を許可せず，その送信対象情報に関する以後の処理は行わない。

上記のように，送信可否判断部１２０が，タイムスロット内に送信を完了できる情報の送信のみを許可することにより，自局が送信権利をもたない次のタイムスロットに情報の送信処理がかかってしまい，ＡＣＫを受信できなかったり，次のタイムスロットにおいて送信権利を有する他の通信装置から送信されたデータと衝突したりすることにより生じる伝送効率の低下を防止することができる。

パケット生成部１２４は，送信可否判断部１２０から通知を受けて，送信対象の情報に対応するパケットを生成する。パケット生成部１２４は，パケットの生成に際して，送信データバッファ１２２を利用することができる。パケット生成部１２４により生成されたパケットは，送受信部１２８を介して通信システム１００内の他の通信装置に送信される。

送受信部１２８は，パケットの送信および受信を実行する機能を有し，データ受信部の一例である。送受信部１２８は，例えばモデムとすることができる。

受信データ解析部１２６は，送受信部１２８により受信されたパケットを解析する。詳細には，受信データ解析部１２６は，受信したパケットから，パケットの送信元を取得し，送信元に応じてパケットの処理を行う。例えば，パケットの送信元が，通信装置１０２が存在を認識していない通信装置である場合，その非認識通信装置から送信されるデータとの衝突を避けるために，自局が送信権利を有しているタイムスロット内であっても情報の送信を中止する。

そのために，受信データ解析部１２６は，受信したパケットの送信元が非認識通信装置であった場合には，時間管理部１１８によりカウントされているタイムスロットの残り時間を０にセットする。そうすれば，送信可否判断部１２０による比較において，常に，送信時間が残り時間よりも長くなるため，送信可否判断部１２０により情報の送信が許可されず，通信装置１２０は情報の送信を中止することができる。

そして，受信データ解析部１２６は，パケットを解析後，上位レイヤ１１２に提供する。以上，通信装置１０２の構成について説明した。次に，通信装置１０２の通信方法について説明する。

通信装置１０２は，自局に送信権利があるかを定期的に判断する（Ｓ１００）。具体的には，通信装置１０２は，自局に送信権利が予め割り当てられているタイムスロットが到来したかを判断することによって自局に送信権利があるかを判断する。また，通信装置１０２は，フリー期間に対応するタイムスロット中に，自局が送信権利を獲得したかを判断することによって，自局に送信権利があるかを判断する。また，通信装置１０２は，他の通信装置に送信権利が割り当てられているタイムスロット中に，該他の通信装置から送信権利を譲り受けたかを判断することによって，自局に送信権利があるかを判断する。

Ｓ１００において，自局に送信権利があると判断された場合には，通信装置１０２は，タイマを設定する（Ｓ１０２）。通信装置１０２は，上述のように，自局に送信権利があるいタイムスロットの残り時間をカウントするためのタイマを設定する。そして，通信装置１０２は，タイマを更新する（Ｓ１０４）。

一方で，通信装置１０２は，送信対象情報があるかを定期的に判断する（Ｓ１１２）。送信対象の情報がある場合には，通信装置１０２は，送信対象の情報の送信に必要な送信時間を計算する（Ｓ１１４）。送信時間を計算すると，通信装置１０２は，自局に送信権利があるタイムスロットの残り時間と，計算された送信時間とを比較する（Ｓ１０６）。

通信装置１０２は，Ｓ１０６での比較結果に応じて，送信対象の情報の送信が可能か否かを判断する（Ｓ１０８）。具体的には，送信時間＜＝残り時間であれば，通信装置１０２は，送信可能と判断する。送信可能と判断した場合には，通信装置１０２は，情報の送信を行う（Ｓ１１０）。一方，送信が可能でないと判断した場合には，通信装置１０２は，情報の送信を行わない。

情報を送信した場合でも，送信しなかった場合でも，通信装置１０２は，Ｓ１００の処理に戻る。通信装置１０２が，Ｓ１００の処理に戻ることにより，自局が送信権利を有するタイムスロットの間中，送信対象の情報があれば，その送信対象の情報が送信可能か否かを判断し，可能であれば送信することができる。従って，自局が送信権利を有する期間を，最大限，情報の送信のために活用することができる。

以上，通信装置１０２による通信方法を説明した。次に，図５〜図９を参照して，通信装置１０２が対象情報の送信が可能であると判断する場合の状況と，通信装置１０２が対象情報の送信が可能でないと判断する場合の状況について，具体例を挙げて説明する。

図５は，通信装置１０２が対象情報の送信が可能であると判断する場合の状況の具体例である。現時刻は，自局が送信権利を有する期間（タイムスロット）の到来時である。自局が通信相手局に送信したい情報の送信に必要な時間は，図示のように，自局が相手局にＲＴＳを送信する時間，相手局が自局にＣＴＳを送信する時間，自局が相手局にデータを送信する時間，相手局が自局にＡＣＫを送信する時間，および，各フレーム間のスペース（相手局がＲＴＳを受信してから自局宛てにＣＴＳを送信するまでの時間など）を含む。

図５の例の場合，自局が相手局からＡＣＫを受信するまでに必要であると判断した時間が，現時刻（タイムスロットの開始時刻）からタイムスロットの終了時刻までの残り時間よりも短いため，通信装置１０２は，情報の送信が可能であると判断する。

図６は，通信装置１０２が対象情報の送信が可能でないと判断する場合の状況の具体例である。図６の例では，自局がＲＴＳに設定した伝送レートに対し，通信相手局がその伝送レートよりも遅い伝送レートをＣＴＳで指定してきた場合の状況を示している。自局は，ＲＴＳの送信等により情報の送信を開始する際に，その情報の送信に必要な時間を計算し，タイムスロット内に送信を完了させることができるか否かを判断し，できると判断した場合に情報の送信を開始する。送信時間の計算は，自局が任意に設定した伝送レートを用いて計算する。そのため，通信相手局が自局の設定と異なる伝送レートを指定し，相手局に指定された伝送レートでデータを送信しなくてはならない場合には，予め計算した送信時間がデータの送信に実際にかかる時間と合わなくなってしまう。そこで，通信装置１０２は，伝送レートを変更する場合には，変更後の伝送レートを用いて，再度情報の送信に必要な時間を計算し直し，送信可否の判断を行う。

図６の例では，自局が設定した伝送レートよりも遅い伝送レートをＣＴＳで指定された。通信装置１０２は，指定された伝送レートを用いて，送信対象情報の残りのデータ（データ本体とＡＣＫ）の送信に必要な時間を図中の現時刻において計算する。その結果，自局が送信権利を有するタイムスロット内に送信が完了しない計算となり，通信装置１０２は，残りのデータの送信を中止する。

図７は，通信装置１０２が対象情報の送信が可能でないと判断する場合の状況の具体例である。図７の例では，既に自局と通信相手局との通信予約時間であった等の理由により，ＲＴＳやＣＴＳの送受信を行わずにデータ本体を通信相手に送信する場合を示している。このように，ＲＴＳやＣＴＳの手順を踏まない通信の場合にも，送信時間を計算し，残り時間との比較によって送信可否を判断することができる。

図８および図９は，他の通信装置に送信権利が予め割り当てられているタイムスロットにおいて，該他の通信装置からの許可を受けて自局が送信対象の情報を送信する場合に，自局が送信対象情報の送信可否を判断する場合の例を示している。

図８は，通信装置１０２が対象情報の送信が可能であると判断する場合の状況の具体例である。図中の時刻Ｔ００から始まるタイムスロットは，Ａ局（他の通信装置）に予め送信権利が割り当てられているタイムスロットである。Ｂ局（自局）は，Ａ局の通信相手局である。

まず，Ａ局は，自分が送信したい情報の送信に必要な時間を計算し，残り時間との比較の結果，送信可能であると判断して，情報の送信を開始する。この際に，Ａ局は，ＲＴＳに，Ｂ局が情報の送信を行うことを許可する通知を含める。

Ｂ局は，ＲＴＳを受けて，上記通知により，Ａ局に送信権利が割り当てられているタイムスロットではあるが，そのタイムスロット内であれば情報の送信ができることを認識する。そこでＢ局は，送信対象の情報があれば，その送信対象の情報の送信に必要な時間を計算する。この場合に，Ａ局からのＲＴＳ内に，Ａ局が計算した，Ａ局が送信したい情報の送信に必要な時間の情報が含まれていれば，Ｂ局は，その時間と自己の送信対象情報の送信に必要な時間とを加算することで，Ａ局の情報およびＢ局の情報の送信が完了するまでに必要な時間を求めることができる。図８の例では，Ｂ局が計算した送信時間が，Ａ局に送信権利が割り当てられているタイムスロットの残り時間よりも短いため，Ｂ局は送信可能と判断する。そこで，Ｂ局は，Ａ局から受けたＲＴＳへの応答として，ＣＴＳとともにＲＴＳを送信し，Ａ局からのデータを受信してＡＣＫを返した後，Ｂ局からのデータをＡ局宛てに送信する。

図９は，通信装置１０２が対象情報の送信が可能でないと判断する場合の状況の具体例である。図９の例では，Ｂ局が計算した送信時間が，Ａ局に送信権利が割り当てられているタイムスロットの残り時間よりも長いため，Ｂ局は情報の送信が可能でないと判断する。そこで，Ｂ局は，Ａ局から受けたＲＴＳへの応答としてＣＴＳのみを返し，Ｂ局からＡ局宛てへのデータは送信しない。

以上，本実施形態にかかる通信システム１００について説明した。通信システム１００によれば，自局が送信権利を有するタイムスロット内に送信が完了できる場合にのみ情報の送信を行うため，情報の再送信や衝突の発生頻度を低く抑えて，伝送効率が低下することを防止することができる。

また，本実施形態では，タイムスロットの残り時間をカウントするタイマがハードウェアで構成される。そのため，ソフトウェアでタイマを構成する場合に比べて，伝送効率を上げることができる。具体的には，例えば図１０に示したように，ＣＰＵの判断間隔よりも短い時間で送信が完了するような情報が存在していた場合，その情報の送信完了に十分な時間が残っていたとしても，ソフトウェアでタイマを構成して残り時間を管理している場合には，その情報を送信可能であると判断することができない。しかし，ハードウェアで残り時間を管理すれば，ＣＰＵの判断間隔より短い間隔で残り時間を管理することができるため，当該情報を送信可能であると判断することができ，送信を行うことができる。その結果，タイムスロット内により多くの情報を送信することができ，伝送効率を上げることができる。

また，残り時間の管理をＣＰＵではなくハードウェアで行うことで，残り時間のカウントのためにＣＰＵを起動する必要がなくなるため，通信装置１０２の電力効率が上がるという利点もある。

また，自局が送信すべきデータが無く，他局が自局に対して送信したい情報がある場合に，自局が次に受信可能状態にあるべき時間を管理することで，1クロックも無駄にすることなくスリープ状態に入ることができるため，電力効率が上げることができる。

以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明の実施形態にかかる通信システムを示す説明図である。 同実施の形態におけるタイムスロットを示す説明図である。 同実施の形態における通信装置の構成を示すブロック図である。 同実施の形態における通信方法を示すフローチャートである。 同実施の形態における通信装置が対象情報の送信が可能であると判断する場合の状況の具体例を示す説明図である。 同実施の形態における通信装置が対象情報の送信が不可能であると判断する場合の状況の具体例を示す説明図である。 同実施の形態における通信装置が対象情報の送信が不可能であると判断する場合の状況の具体例を示す説明図である。 同実施の形態における通信装置が対象情報の送信が可能であると判断する場合の状況の具体例を示す説明図である。 同実施の形態における通信装置が対象情報の送信が不可能であると判断する場合の状況の具体例を示す説明図である。 同実施の形態における通信装置のタイマがソフトウェアで構成される場合とハードウェアで構成される場合の比較を示した説明図である。

符号の説明

１００ 通信システム
１０２ 通信装置
１１０ 期間情報記憶部
１１２ 上位レイヤ
１１４ 対象情報有無判断部
１１６ 送信時間計算部
１１８ 時間管理部
１２０ 送信可否判断部
１２２ 送信データバッファ
１２４ パケット生成部
１２６ 受信データ解析部
１２８ 送受信部

Claims (10)

1. 複数の通信局を含み，前記複数の通信局の各々に通信路を使用できる期間が割り当てられている通信システムにおいて：
   前記通信局は，
   少なくとも自局が前記通信路を使用できる期間の開始時期と終了時期とを示す情報を記憶している期間情報記憶部と；
   前記自局が前記通信路を使用できる期間が到来した場合に，該期間の前記終了時期までの残り時間をカウントする時間管理部と；
   送信対象の情報を送信する場合に必要な送信時間を計算する送信時間計算部と；
   前記送信時間計算部により計算された前記送信時間と，前記時間管理部によりカウントされている前記残り時間とを比較し，前記送信時間が前記残り時間以下である場合に，前記情報の送信を許可する送信可否判断部と；
   を備えることを特徴とする通信システム。
2. 複数の通信局を含み，前記複数の通信局の各々に通信路を使用できる期間が割り当てられている通信システムにおける通信装置であって：
   少なくとも自局が前記通信路を使用できる期間の開始時期と終了時期とを示す情報を記憶している期間情報記憶部と；
   前記自局が前記通信路を使用できる期間が到来した場合に，該期間の前記終了時期までの残り時間をカウントする時間管理部と；
   送信対象の情報を送信する場合に必要な送信時間を計算する送信時間計算部と；
   前記送信時間計算部により計算された前記送信時間と，前記時間管理部によりカウントされている前記残り時間とを比較し，前記送信時間が前記残り時間以下である場合に，前記情報の送信を許可する送信可否判断部と；
   を備えることを特徴とする通信装置。
3. 前記自局が前記通信路を使用できる期間の間，定期的に，送信対象の情報があるか否かを判断する対象情報有無判断部を備え，
   前記送信時間計算部は，前記対象情報有無判断部により，前記送信対象の情報があると判断された場合に，該送信対象の情報の前記送信時間を計算すること
   を特徴とする，請求項２に記載の通信装置。
4. 前記送信時間は，前記自局から他の前記通信局へ送信するデータと，該データに対する応答として前記他の通信局から前記自局が受信する応答データとを含む，前記送信対象の情報の送信を完了させるための全てのデータの送受信にかかる時間であることことを特徴とする，請求項２に記載の通信装置。
5. 前記送信時間計算部は，前記応答データの内容に従って，必要に応じて前記送信時間を再度計算することを特徴とする，請求項４に記載の通信装置。
6. 前記期間情報記憶部は，前記通信システム内の前記複数の通信局に各々割り当てられた前記期間の開始時期と終了時期とを示す情報をさらに記憶しており，
   前記他の通信局に割り当てられた前記期間の間に，該他の通信局からデータを受信するデータ受信部と；
   前記データ受信部が受信した前記データを解析する受信データ解析部と；を備え，
   前記データ解析部により解析された前記データが，前記他の通信局が自局に対して自局の送信対象の情報を送信することを許可するデータであった場合に，
   前記時間管理部は，前記他の通信局が前記通信路を使用できる期間の前記終了時期までの残り時間をカウントする
   ことを特徴とする，請求項２に記載の通信装置。
7. データを受信するデータ受信部と；
   前記データ受信部により受信された前記データを解析する受信データ解析部と；
   を備え，
   前記受信データ解析部により解析された前記データの送信元が，前記通信システム内の既知の前記通信局でない場合に，
   前記時間管理部は，前記残り時間が無いと判断可能な値に設定することを特徴とする，請求項２に記載の通信装置。
8. 前記時間管理部は，ハードウェアで構成されていることを特徴とする，請求項２に記載の通信装置。
9. 複数の通信局を含み，前記複数の通信局の各々に通信路を使用できる期間が割り当てられている通信システムにおける通信装置をして：
   少なくとも自局が前記通信路を使用できる期間の開始時期と終了時期とを示す情報を記憶している期間情報記憶部と；
   前記自局が前記通信路を使用できる期間が到来した場合に，該期間の前記終了時期までの残り時間をカウントする時間管理部と；
   送信対象の情報を送信する場合に必要な送信時間を計算する送信時間計算部と；
   前記送信時間計算部により計算された前記送信時間と，前記時間管理部によりカウントされている前記残り時間とを比較し，前記送信時間が前記残り時間以下である場合に，前記情報の送信を許可する送信可否判断部と；
   として機能せしめることを特徴とするコンピュータプログラム。
10. 複数の通信局を含み，前記複数の通信局の各々に通信路を使用できる期間が割り当てられている通信システムにおける通信方法において：
    自局が前記通信路を使用できる期間が到来した場合に，該期間の終了時期までの残り時間をカウントするステップと；
    送信対象の情報を送信する場合に必要な送信時間を計算するステップと；
    計算された前記送信時間と，カウントされている前記残り時間とを比較し，前記送信時間が前記残り時間以下である場合に，前記情報の送信を許可するステップと；
    を含むことを特徴とする通信方法。
    
    
    
    

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