JP2008160834A - 分散型コンテキストアウェアスケジュールドアクセスネットワーク - Google Patents

Abstract

【課題】複数個のサブチャネルを有するチャネルを介し装置間で随時フレームをやりとりする通信システムにて、チャネルアクセス遅延、チャネル利用率、各通信装置によるサブチャネル獲得確率等の問題を解決乃至緩和する。
【解決手段】データパケットを含むフレームを送出する装置が、それと同じチャネルの同じサブチャネルで装置間通信に係るネットワークコンテキスト情報も送出する（３１０）。他装置から送出されたフレームを捉えた装置はネットワークコンテキスト情報を複数フレームに亘り蓄積し（３１２）それに基づくフィードバック情報を送出元装置に供給する（３１４）。これにより、各装置は、自装置と通信可能な状態にある複数の他装置間で同一サブチャネルの使用に関しコンフリクトが発生することを防ぐ。
【選択図】図３

Description

本発明はネットワークにおけるチャネルアクセス技術に関し、より詳細には動的チャネルアクセスプロトコルに関する。

ネットワーク技術の進歩により、昨今では、例えばモバイルスマートホン（個人情報端末化された携帯電話）向けアプリケーションやＶｏＷＩＰ(Voice over Wireless Internet Protocol)準拠のアプリケーション等、複数種類の音声関連アプリケーションを個々のネットワークでサポートできるようになっている。近い将来、これらのアプリケーションは、レガシーなＤＣＡ(Data Centric Application)が搭載された移動端末上で同時実行されることとなろう。その結果生じる音声／データ混在トラフィックを個々のネットワークでサポートするには、それらのアプリケーションにて使用するチャネルアクセスプロトコル例えばＭＡＣ(Media Access Control)プロトコルによって、高水準のチャネル利用率を実現しつつチャネルアクセス遅延を抑えねばならない。チャネル利用率を高めることはＤＣＡを実行する上で重要なことであり、チャネルアクセス遅延を抑えることは、音声関連その他のリアルタイムアプリケーションを実行して通信を行う際にデータが円滑に授受されるようにする上で必須のことである。

マルチホップアドホックネットワーク用やワイヤレスＬＡＮ(Local Area Network)用のチャネルアクセス方式としては既にコンテンションベース（競合主義）のチャネルアクセス方式が開発されているが、それらの方式では、ネットワーク負荷が高まっているときにチャネル利用率を高水準に保つことができない。更に、既存のコンテンションベースチャネルアクセス方式をアドホックネットワークで使用すると衝突が起きやすく、衝突が起きると一部の端末がチャネルを取得できなくて飢餓状態になる可能性がある。従って、既存のコンテンションベースチャネルアクセス方式では、チャネルアクセス遅延を確実に上限値以下に抑えることができない。そのため、ネットワークが高負荷になっているときには、ソフトリアルタイムアプリケーションのみならずバルク転送アプリケーションすら、そのネットワーク上では実行できなくなる。

コンテンションフリーチャネルアクセス方式はこうした問題点を解決するために提案されたものであり、これを用いることによってコンフリクトフリー（競合排除的）なチャネルアクセスを実現することができる。しかも、その通信システムのノードに当たる個々の通信装置の周辺で無線状態がどのような状態かに左右されない。コンテンションフリーチャネルアクセス方式には、大別してトポロジインディペンデントな方式とトポロジディペンデントな方式がある。そのうちトポロジインディペンデント（ネットワークトポロジ非依存型）コンテンションフリーチャネルアクセス方式においては、固定的な送信スケジュールに従い、そのアドホックネットワーク内の各ノードに位置する個々の通信装置を通信チャネルに周期的にアクセスさせる。例えば、１個又は複数個のユニークなサブチャネル例えばタイムスロットを大域的スケジュールに従い各通信装置に事前に割り当てるようにする。従って、こうした方式では衝突は発生し得ず、またチャネルアクセス遅延も確実に抑えることができる。反面、各通信装置での制御信号オーバヘッドがかなり嵩む、各通信装置がネットワーク全体についての知識を持っていなければならない、チャネル利用率が低くなりやすい等といった問題が生じるのが普通である。

これに対して、トポロジディペンデント（ネットワークトポロジ利用型）コンテンションフリーチャネルアクセス方式においては、小規模な通信装置群毎に個別に送信スケジュールを決定するので、高負荷時の利用率低下といった問題が生じない。しかも、そのために新たに必要になる情報は、ローカルトポロジ情報即ちそのネットワーク上の小範囲についてのトポロジ情報だけである。この方式の一例たる動的（ランダム）チャネルアクセス方式では、各通信装置が自装置に対応するサブチャネルを使用してチャネルにアクセスできる確率が常にある程度は生じるよう、送信スケジュールを確率的に決定する。

米国特許第６７４７９７６号明細書 米国特許第６７８８７０２号明細書 米国特許第６７９１９９７号明細書 米国特許第６９６３５４９号明細書 I.Chlamtac, A.Farago and H.Zhang, "Time-spread Multiple-access (TSMA) Protocols for Multihop Mobile Radio Networks", IEEE/ACM Transactions on Networking, 6(5):804-12, Dec. 1997 I.Cidon and M.Sidi, "Distributed Assignment Algorithms for Multihop Packet Radio Networks", IEEE Transactions on Computers, 38(10):1353-61, Oct. 1989 A.Ephremides and T.Truong, "Scheduling Broadcasts in Multihop Radio Networks", IEEE Transactions on Communications, 38(4):456-60, Apr. 1990 S.Even, O.Goldreich, S.Moran and P.Tong, "On the NP-completeness of Certain Network Testing Problems", Networks, 14(1):1[24, Mar. 1984 J.Ju and V.Li, "An Optimal Topology-transparent Scheduling Method in Multihop Packet Radio Networks", IEEE/ACM Transactions on Networking, 6(3):298-306, Jun. 1998 R.Krishnan and J.Sterbenz, "An Evaluation of the TSMA Protocol as a Control Channel Mechanism in MMWN", Technical report, BBN Technical Memorandum No.1279, 2000 R.Ramanathan, "A Unified Framework and Algorithm for Channel Assignment in Wireless Networks", Wireless Networks, 5(2):81[94, 1999 R.Ramaswami and K.Parhi, "Distributed Scheduling of Broadcasts in a Radio Network", In Proceedings of IEEE Conference on Computer Communications (INFOCOM), volume 2, pages 497-504, Ottawa, Ont., Canada, Apr. 23-27, 1989, IEEE Comput. Soc. Press. L.Bao and J.J.Garcia-Luna-Aceves, "A New Approach to Channel Access Scheduling for AdHoc Networks", Proc. ACM Seventh Annual International Conference on Mobile Computing and Networking, Rome, Italy, Jul.16-21, 2001 L.Bao and J.J.Garcia-Luna-Aceves, "Hybrid Channel Access Scheduling in AdHoc Networks", Proc. IEEE ICNP 02: 10th IEEE International Conference on Network Protocols, Paris, France, November 12-15, 2002 L.Bao and J.J.Garcia-Luna-Aceves, "Transmission Scheduling in AdHoc Networks with Directional Antennas", Proc. ACM MobiCom 2002 [Eighth Annual International Conference on Mobile Computing and Networking, September 23-28, 2002, Atlanta, GA C.Rentel and T.Kunz, "Reed-Solomon and Hermitian Code-based Scheduling Protocols for Wireless AdHoc Networks", Proc. AdHocNow 2005, Cancun, Mexico, 6-8 October 2005 R.Rozovsky and P.R.Kumar, "SEEDEX: A MAC Protocol for AdHoc Networks", Proc. ACM MobiHoc 2001, Long Beach, CA, 2001 C.Zhu and M.Corson, "A Five-phase Reservation Protocol (FPRP) for Mobile AdHoc Networks", In Proceedings of IEEE Conference on Computer Communications (INFOCOM), volume 1, pages 322-31, San Francisco, CA, USA, Mar. 29- Apr. 2, 1998 Z.Tang and J.J.Garcia-Luna-Acevas, "A Protocol for Topology Dependent Transmission Scheduling", in Proc. IEEE Wireless Communications and Networking Conference 1999 (WCNC99), September 1999

こうしたトポロジディペンデントなコンテンションフリーチャネルアクセス方式によれば、トポロジインディペンデントなコンテンションフリーチャネルアクセス方式に比べ制御信号オーバヘッドを抑えることができるが、残念なことにチャネルアクセス遅延を確実に抑えることができない。とりわけ、その通信システム内で同じサブチャネルを取り合う関係にある通信装置の個数が増えると、各通信装置が自装置用にサブチャネルを獲得できる確率が下がってしまう。

従って、上掲の問題点が解消乃至緩和されたチャネルアクセス方法及び装置が、求められているといえよう。

ここに、本発明は、複数のサブチャネルを有するチャネルを介し複数の装置間でフレームを随時やりとりする通信システムとして実施することができる。その場合、各装置を、他装置に送りたいデータパケットを含むフレームを送出するときに、それと同じチャネルの同じサブチャネルでそのデータパケットに係るネットワークコンテキスト情報も送出するよう、且つ、他装置から送出されたフレームを捉えたときに、ネットワークコンテキスト情報を複数フレームに亘り蓄積して作成したフィードバック情報を当該他装置に供給するよう、構成する。こうしたフィードバック情報の供給により、各装置が、自装置と通信可能な状態にある複数の他装置間で同一サブチャネルの使用に関しコンフリクトが発生することを、防ぐようにする。

なお、フィードバック情報は、装置間の直接通信によっても或いは他装置を介した装置間の間接通信によっても供給することができる。

フィードバック情報には、コンフリクトがないことを示す情報を含めてもよいし、逆にコンフリクトがあることを示す情報を含めてもよい。コンフリクトがあることを示す情報を受け取った装置は、そのサブチャネルを使ったフレームの送出をやめることができる。

フィードバック情報は、現チャネル内の別のサブチャネルや或いは別のチャネルを介して供給してもよい。

ネットワークコンテキスト情報には、例えばその送出元の装置がそのサブチャネルを予約していることを示す情報や、その予約が有効なチャネル数を指定する情報を含めるとよい。送出元の装置では、例えば複数フレームに亘る蓄積で求めたサブチャネル使用確率、サブチャネル識別子パーミュテーションランキング又はその双方に基づき、どのサブチャネルを予約するかを動的に決定することもできる。

現チャネルのサブチャネルのうち各装置が予約可能なサブチャネルの個数は、例えば通信システムの大域的パラメタに基づき定める。

ネットワークコンテキスト情報を蓄積する際には、とりわけ各サブチャネルの予約状況や予約した装置の装置識別子等をその発生順序に従い蓄積するとよい。

ネットワークコンテキスト情報は、別のチャネルの別のサブチャネルにて送出することもできる。

サブチャネルとは、例えばタイムスロット、周波数帯域、スペクトラム拡散コード、フレーム送受信用指向性アンテナ等やその組合せのことである。

装置間通信は例えばクロック信号を使用して同期させればよい。クロック信号としてはＧＰＳ(Global Positioning System)信号を使用できる。装置間を自己同期させるようにしてもよい。

本発明は、更に、こうした通信システム用の通信装置としても実施できる。

本発明は、また、こうした通信システムの機能的動作を実現する手順としても実施できる。

以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照して説明する。図中、対応する部材乃至要素には同一の参照符号を付してある。

まず、本発明では、システム内共有通信チャネルを用いた送出スケジュールを決定するのに、ＣＡＳＡ(Context-Aware Scheduled Access；コンテキストアウェアスケジュールドアクセス)と称するチャネルアクセスプロトコルを使用する。ＣＡＳＡは非集中的、分散的な形態で送出スケジュールを計算するプロトコルであり、しかも装置間コンテンション無しでサブチャネルを予約できるように構成されている。即ち、ＣＡＳＡにおいては、自装置周辺のネットワークビュー（相互近隣装置状況）を自装置に近隣する他装置（近隣他装置）と共有することができるよう、各装置が、例えば自装置と通信可能な状態にある近隣他装置のリスト（近隣他装置リスト）や自装置でわかる範囲内のサブチャネル予約状況（予約リスト）等の状態情報を、ネットワークコンテキスト情報として蓄積、交換する。このネットワークコンテキスト情報によってカバーするトポロジカルマップは、例えば自装置から２ホップ或いは３ホップの範囲内についてのものとする。ネットワークコンテキスト情報には、更に、何らかの形でチャネルアクセスに影響する他種情報を含めてもよい。例えば、各装置にて予約できるサブチャネル個数の上限や、各装置が自装置で予約しているサブチャネルを解放する時期等の情報である。

各装置では、蓄積、交換したネットワークコンテキスト情報に基づきネットワークビューを算出するので、算出されるビューやその一部たる送出スケジュールは互いに近隣する位置関係にある複数の装置（相互近隣装置）間で同一になる。各装置は、その送出スケジュールに従い且つデータトラフィックに基づきサブチャネルを動的に予約する。とりわけ、ＣＡＳＡにおけるサブチャネル予約手順は、利用可能な帯域幅を全ての装置が公平に利用できるよう、公平性の高い分散型の選択機構を予約機構に組み合わせたものであるので、各装置が各サブチャネルを予約する機会及び予約したサブチャネルを継続使用する権利を保証することができる。更に、ネットワークコンテキスト情報の陳腐化や装置移動が原因で予約がコンフリクトしてもそれを排除することができる。こうした手順で予約及びスケジューリングを行うことにより、好適にもチャネルアクセス時間をうまく制限してチャネルスループットを高めることができ、ひいてはリアルタイム伝送が要求されるデータフローが発信元から宛先まで届くのに要する時間をその限度内に収めることができる。

更に、本発明に係る通信システム、通信手順乃至通信装置の用途は多岐に亘っている。即ち、ＷｉＦｉ(登録商標)、ＷｉＭａｘ(商標)又はＩＥＥＥ(登録商標)８０２規格に準拠したＬＡＮや、ＷＡＮ(Wide Area Network)、ＭＡＮ(Metropolitan Area Network)等といったネットワークや、ＧＳＭ(登録商標)等の携帯電話網等、様々なネットワークで本発明を利用することができる。また、本発明に係る通信手順は、本発明に係る通信システムに参加する様々な通信装置にて実行することができる。即ち、固定局か移動局かの別を問わず、また局、装置、ノード等どのような名称のものでもよい。更に、固定セル型のネットワークでも、アクセスポイント拡張型のネットワークでも、或いはランダム乃至アドホック型のネットワークでも、本発明を実施することができる。そして、本発明に係る通信システム、通信手順乃至通信装置は、ＴＤＭＡ(Time-Division Multiple Access)、ＦＤＭＡ(Frequency-Division Multiple Access)、ＣＤＭＡ(Code-Division Multiple Access)等の通信プロトコルや、空間ダイバーシティ法等の通信技術に適合するように、実施することができる。本発明の好適な実施形態によれば、マルチホップアドホックネットワークにおけるチャネルアクセスプロトコルを、ＣＡＳＡによりコンフリクトフリーにすることができる。

なお、以下の説明中、選択（エレクション）とは、１個、２個又はそれ以上の個数のフレームの送出に使用したいサブチャネルをその通信システム内の個々の通信装置即ち互いに競合関係にある複数の通信装置それぞれで決めること又はその手法を指している。また、予約（リザベーション）とは、選択済サブチャネルの中からその通信装置でフレーム送出に使用するサブチャネルを決めること（及びその結果を同通信システム内の他の通信装置に知らせること）又はその手法を指している。そして、スケジューリングとは、サブチャネル選択、サブチャネル予約又はその双方を実行するための一群の手順又はその実行を指している。

さて、ＣＡＳＡについて例示説明するため、図１に本発明の一実施形態に係る通信システムで使用するフレームの一例構成１００を示す。このシステムは個々のチャネルを複数個のサブチャネル即ちタイムスロット１１０に時分割して使用する構成である。以下、同様にタイムスロットをサブチャネルとして用い装置間で随時フレームをやりとりする例で説明するが、サブチャネルには他の形態もある。各スロット１１０にて送出される個々のフレーム１００は、そのフレーム１００を送出する装置の装置識別子や送出するデータの総量等の情報がセットされるスロットヘッダ１１２、ネットワークコンテキスト情報がセットされるコンテキストパケット１１４、それぞれパケットヘッダやペイロードを含む１個又は複数個のデータパケット１１６等を含んでいる。特に、ネットワークコンテキスト情報は各装置の内部状態、そのネットワークの稼働状況（ネットワーク内通信装置個数やデータトラフィックフロー等）、近隣他装置を取り巻くネットワーク環境等といった状態情報を含んでいる。また、システム利用中の全ての装置が複数のスロット１１０全部を聴取できるので、複数の装置に対し同一スロット１１０で同一データパケット１１６を送りつけることや複数の装置に対し同一スロット１１０で別々のデータパケット１１６を送りつけることもできる。

図２に本発明の一実施形態に係る通信システム２００の構成を示す。本システム２００では、例えば図１に示した構成のフレーム１００を複数の通信装置２１０間で或いは装置２１０対システムサブセット間でやりとりすることができる。即ち、個々の通信装置例えば２１０−４が、１ホップ先、２ホップ先、３ホップ先等々にある他装置２１０と通信することができる。なお、１ホップ、２ホップ、３ホップ等々とは送り手と受け手の間に介在する他装置２１０の個数が０個、１個、２個等々（同順）であることをいう。

こうしたシステム構成では、例えば他装置２１０−３の通信可能範囲内にある装置２１０−４が当該他装置２１０−３による通信を邪魔する可能性があり、またシステム２００内共有通信チャネルへのアクセスに関し複数の装置２１０が互いに競合する可能性もあるので、本システム２００では、各装置２１０がＣＡＳＡに従いタイムスロット１１０（図１）を予約するようにしている。即ち、スロット１１０の中に予約／解放可能なものがあるか否か、そのうち実際にどれを予約／解放するのかを、各装置２１０が動的スケジューリング法に則り分散決定するようにしている。

こうした予約を経て送出を行うため、相互近隣装置が同一タイムスロットを巡り競合した場合でも、その中で実際にそのスロットでデータを送出できるのは１装置に絞られる。送出元装置の近隣装置は、そのデータの送信を邪魔することなくそのデータを受け取る。但し、これを実現するには、各装置が、自装置近隣について最新のネットワークコンテキスト情報を保持していなければならない。即ち、自装置が稼働するローカル環境についての知識を活用できる他装置（近隣他装置）についての情報を保持することと、それを常に最新のものにすることが必要である。注記すべきことに、ＣＡＳＡによれば、負荷状態でも縮壊することなくスロットを予約しそれをフルに活用することができる。また、今のところ送出すべき情報を有していない装置はスロット選択を行う必要がないが、そうした装置であってもこれから何らかの情報を送出する可能性があるなら、将来フレームを送出できるようなにがしかのスロットを予約した方がよい。そうすることで、その装置についての送出スケジュールにおける不確定性を劇的に減らすことができるし、ひいてはＶｏＷＩＰ等のアプリケーションにおけるジッタの発生を抑えることができる。

なお、図１に示したフレーム構成や図２に示したシステム構成は一例に過ぎない。従って、図中の一部構成要素を削除した形態や、図示構成に別の構成要素を付加した形態や、図示構成要素のうち複数個を統合して１個にまとめた形態や、図示構成要素同士の位置関係を変更した形態でも、本発明を実施することができる。例えば、チャネル乃至フレームの毎秒当たり個数は各装置の動作タイミングやハードウェア次第であり、その長さは装置間クロック同期精度に応じ例えば１００〜５００ｍｓｅｃ程度になる。従って、図１に示したフレーム１００におけるデータパケット１１６の個数も実施形態によって異なる個数になる。

次に、本発明の実施形態における選択手順について説明する。まず、本実施形態に係るチャネルアクセスプロトコルではチャネルアクセスに関わる事象を極端にローカルに処理する。従ってそれを好適に実行するのに必要なネットワークコンテキスト情報も概ねローカルなもので済む。各装置で使用するネットワークコンテキスト情報の一つは自装置近隣にある他装置のリスト即ち近隣他装置リストであり、各装置には、このリストを参照して自装置によるフレーム送出時刻を調整することが求められる。更に、未知の他装置が存在している可能性や他装置が何かに隠れて見えていない可能性が常に存在する無線通信システムの場合、そうした他装置による伝送障害を防ぐため、近隣他装置との間で競合関係が生じうる更に他の装置についての情報も必要になる。各装置は自装置で保持しているネットワークコンテキスト情報を近隣他装置に送って共有を図るので（またその逆方向も同様であるので）、各装置は近隣他装置の近隣装置について知ることができる。

こうしたネットワークコンテキスト情報を保持している装置、即ちコンテキストアウェアな装置（以下「ＣＡＳＡ装置」とも称する）は、自装置で保持しているネットワークコンテキスト情報を、例えば図１に１１４として示したコンテキストパケットの形態で少なくとも毎フレーム１回送出する。送るべきデータがなくともタイムスロットを予約済ならそのスロットを使用し何回かに１回の割合でコンテキストパケットを送出するようにし、またスロットを使用したデータ送出の際にそのスロットの末尾等に空きができたらそこにもコンテキストパケットを付加して送出するようにする。コンテキストパケットには、例えば最多で２０個の近隣他装置や最多で５個の予約をリストアップすることができる。コンテキストパケットのサイズは例えば最大２５０バイトとする。各装置は送られてくる近隣他装置及び予約リストを援用してネットワークコンテキスト情報を送出する。また、例えば図１中に１１２で示したスロットヘッダの冒頭に、例えば近隣他装置１個及び予約１個からなるミニサイズのネットワークコンテキスト情報を付加して送出するようにしてもよい。

また、前述の通り、サブチャネル選択や送出スケジュール作成の手順では近隣他装置についての情報を使用する。例えば、各装置にユニークに割り当てられている装置識別子のリストをタイムスロット番号でハッシュ化し、スロット毎に異なる結果（ハッシュ値）が得られるようにする。スロット番号は例えばＧＰＳで提供される時刻情報や自己同期情報等の同期情報に基づきユニークに付番しておく。各装置は、自装置を含め近隣他装置のうちそのスロットを巡り争っている各装置についてハッシュ値計算を行い、比較の結果最高のハッシュ値が得られた装置を勝者、即ちそのスロットについて予約権を有するものと認定する。また、最高のハッシュ値をもたらした装置が複数ある場合は、各装置にユニークに付与されている装置識別子に従い勝者を決定する。

各装置についての計算はその装置を知っている全ての装置によって行われるので、自装置から２ホップの範囲内にある他装置全てで自装置についての計算が行われ同一のハッシュ値が導出される。各装置で使用するネットワークコンテキスト情報が何れも最新のものであれば、ある装置にて勝者とされた装置から２ホップ先の装置が、同じタイムスロットを巡って他の装置で勝者とされることはない。例えば、第１の装置が第２の装置の近隣にあり第３の装置が第２の装置の近隣にある場合、第１の装置のことは第２の装置を介して第３の装置に知らされ第３の装置のことも第２の装置を介して第１の装置に知らされるので、第１及び第３の装置の何れでも互いに他についてのハッシュ値計算を行うことができ、比較を通じて勝者を１装置のみに決めることができる。

送出したいデータを抱えている装置即ちトラフィックデマンドを有している装置は、そのデマンドを充足させるにはまずタイムスロットを予約する必要がある。ハッシュ値計算により勝者となった装置だけがそのスロットを予約する権利を得ることができる。この権利即ちスロット予約権は、自らそのスロットを解放するまでそのスロットをずっと使用し続ける権利のことである。但しこれはあくまで権利であり、通常は、そのスロットを使用して所望の１個又は複数個のフレームを送出し終えたらそのスロットを解放するようにする。勝者となった装置は、予約ノートを追記してネットワークコンテキスト情報を送出することによって、自装置がそのスロットを予約したことを近隣他装置に通知する。この通知を行った装置は、他装置からコンフリクト発生が通知されなければ、自装置がそのスロットを予約したと確認する。更に、その装置はそのスロットを用い送出する各フレームに“予約済”とタグ付けすることによって、そのフレームを聴取できる他装置に対しそのスロットを選択できないことを知らせる。なお、スロット争いで勝者になった装置のうち同チャネルでフレーム送出に使用しているスロットが上限個数に達しているものは、各装置にて対象から除外されるため同チャネル内の後のスロットを予約する争いに参加することができない。

各装置は、こうして他装置から予約情報を受け取ったとき、当該他装置が自装置から１ホップ又は２ホップの範囲内の競合他装置である場合は、その事実を記録しておき後刻その情報を含むコンテキストパケットを送出する（再ブロードキャストする）が、当該他装置がそのタイムスロットについて自装置と競合しえない装置である場合は、その事実を記録はしても再ブロードキャストは行わない。また、後者の場合、予約情報を受け取った装置は、その予約情報を再ブロードキャストした最終ホップ装置（最後に中継した装置）がそのスロットについては予約権争いに参加していないものと見なし、当該最終ホップ装置をそのスロットについてのハッシュ値計算対象から除外する。

また、複数の装置間に予約に関しコンフリクトが発生した場合、本通信システムでは、そのコンフリクトをミニ選択法を用い分散的形態で解消することができる。即ち、ある同じタイムスロットについて複数の装置から重複して“予約済”と通知された装置は、スロット番号及び装置識別子からハッシュ値を求める計算をそのスロットについてまた当該複数の装置それぞれについて実行し、当該複数の装置の中で最も高いハッシュ値をもたらしたものに引き続きそのスロットの予約を認める一方、敗者となった装置については事後的にネットワークコンテキスト情報のブロードキャストによって他装置に通知する。敗者となった装置でも、同様の計算を行うことによって、自装置がそのスロットを使用できないことを確認することができる。

更に、通信システムに参加する装置（の一部）に可動性がある場合、そうしたモバイル通信装置の移動に伴いネットワークトポロジが変化するので、送出スケジュールを当該トポロジ変化に応じて変化させる必要がある。更に、送出スケジュール、予約リスト及び近隣他装置リストを周期的にリフレッシュする必要もある。しかも、装置が移動すると予約について新たなコンフリクトが発生し、その解消が必要になることがある。例えば、何個かのタイムスロットを予約している装置が移動したとする。また、移動した先のエリアでは、その装置が予約しているスロットのうち何個かが他装置により既に予約されているものとする。その場合、そのスロットについてそれらの装置間にコンフリクトが発生する。通常の移動条件下であれば、若干時間がかかるがこうしたコンフリクトは解消することができる。即ち、移動に伴い装置同士が近隣関係になる際には、いきなり直接の近隣関係になるのではなく、まずは他装置を介して隣り合う関係、即ち同じ装置を近隣に持つ関係になるのが普通である。各装置は、自装置を介して近隣関係になった複数の装置間に同一スロットを巡りコンフリクトが生じたことを検知すると、それらの装置に対し“問題あり”と通知する。各装置では、この通知を受けて上掲の分散的手法に従いコンフリクトを解消し、何れかの装置がスロット予約を確保する。従って、移動に伴うコンフリクト発生は若干時間がかかっても解消することができる。

また、タイムスロット利用環境を公平にするため、各装置で予約可能なスロット数は上限制限される。即ち、個々の装置が同一時点で予約可能なスロットの個数は、チャネル内スロット数に対してある比率以下になるように上限制限される。各装置は、新たにスロットを予約すると自装置に課せられた上限個数を上回ることとなる場合スロットを予約しようとはしない。

更に、ネットワークコンテキスト情報が最新のものでないと衝突が起きる可能性があるので、各装置が最新のネットワークコンテキスト情報を使用することとなるようネットワークを運用する必要がある。それでもなお、新しい近隣他装置リストを保持している装置が移動し、古い近隣他装置リストしか保持していない装置が存するエリア内に入ると、ネットワークコンテキスト情報（状態情報）の新旧差で衝突が生じることがある。ただ、こうした衝突を検知しても何か特別なことをする必要はない。即ち、各装置では、そのタイムスロットでの送信がうまくいっていないことを検知したときでも、通常通り最新のネットワークコンテキスト情報を受信して記憶を更新するだけでよい。また、最近衝突が検知されたスロットについて各装置が他装置に通知する機構、即ちスケーラブル衝突報告機構を、ＣＡＳＡに組み込んでもよい。

また、それまで参加していなかった装置が新たにネットワークに参加した場合、その装置は、まず参加後初のチャネルを費やしてトラフィックを聴取する必要がある。この聴取によってスケジューリングコンテキストについての状態情報乃至トポロジ情報を得た装置は、次チャネル内タイムスロット予約のための計算を行い、自装置が勝者となったと判断した場合はそのスロットを用いてフレームを送出しようとする。しかしながら、最初のチャネルの聴取で得られるトポロジ情報は部分的なものであるから、このフレームは他装置からのフレームと衝突しかねない。それでも、新規参加装置から送出されたそのフレームは近隣他装置のうち少なくとも何れかによって聴取されるであろうし、聴取した近隣他装置は聴取した情報に基づきその新規参加装置をその近隣他装置リストに追加するので、その新規参加装置は実質的に送出スケジュールにも追加されることになる。そのリスト上の情報は更に他の装置とも共有されるので、新規参加装置の存在及び参加は参加時点からあまり間をおかないで他の全ての装置に知られることとなる。

更に、ネットワークに新規参加した装置が参加後初のチャネル中に何も検知しなかった場合、その装置はブートストラップモードで動作し始める。ブートストラップモードでは、その装置はタイムスロット毎にその頻度乃至確率を高めつつネットワークコンテキスト情報を送出する。その結果近隣他装置検知に至ったら、その装置は、更に別の装置もネットワークに参加できるようある初期化時間（例えば２秒）の経過を待ち、その上でデータ送信を開始する。

次に、ＣＡＳＡにて使用する選択手順及び予約手順の一例について、表１及び表２を参照して説明する。表１は、本発明の一実施形態にて第Ｎ装置が時刻ｔにて実行する選択手順を実際のプログラムコードを模した形態で表したものである。表中、時刻ｔは構造化変数（ｔ．ｆｒａｍｅ，ｔ．ｓｌｏｔ）の形態を採っており、その構造要素のうちｔ．ｆｒａｍｅは時間軸に沿ったフレーム（又はチャネル）の通し番号を、またｔ．ｓｌｏｔは各チャネルにおけるタイムスロットの循環番号を、それぞれ表している。後者は｛０，…，ｋ｝の範囲内で１チャネル周期で循環する計数値である。また、この手順では、スロット選択に使用するハッシュ値をハッシュ関数ｈａｓｈ（ｉ，ｔ）により計算している。その引数のうちｉは装置識別子である。時刻ｔとしてはその構造要素であるフレーム通し番号ｔ．ｆｒａｍｅ及びスロット循環番号ｔ．ｓｌｏｔの双方を考慮する。

更に、Ｎ．ｃｏｎｔｅｎｄは第Ｎ装置と競合しうる範囲内に存する他装置の集合であり、第Ｎ装置それ自身の他、第Ｎ装置から１ホップ又は２ホップ離れた他装置即ち何らかのタイムスロットを巡って第Ｎ装置と競合しうる装置全てを含んでいる。また、Ｎ．ｒｅｓｅｒｖｅｄ［ｓ］は、そのスロットｓを予約した装置として第Ｎ装置が認めた装置の集合のアレイであり、その要素としては該当する装置の装置識別子が格納される。従って、アレイＮ．ｒｅｓｅｒｖｅｄ［ｓ］は空集合乃至ｓｉｎｇｌｅｔｏｎになることもある。そして、Ｎ．ｅｘｃｌｕｄｅｄ［ｓ］は、スロットｓを巡って争う資格がないと第Ｎ装置が判断した装置の集合のアレイであり、その要素としては該当する装置の装置識別子が格納される。なお、アレイＮ．ｅｘｃｌｕｄｅｄ［］及びＮ．ｒｅｓｅｒｖｅｄ［］の作成、維持及び更新方法については後に説明する。

時刻ｔにてタイムスロットを選択する際には、まずそのスロット即ち第ｔ．ｓｌｏｔスロットが予約済か否かを各装置にて判断する。予約済である場合はその予約を行った装置が勝者として同スロットを使用し続けることができる。逆に、そのスロットが予約済でない場合は、各装置は、同スロットを巡って自装置と競合する他装置、即ち競合装置集合Ｎ．ｃｏｎｔｅｎｄ［ｔ．ｓｌｏｔ］に属しており且つ競合外装置集合Ｎ．ｅｘｃｌｕｄｅｄ［ｔ．ｓｌｏｔ］に属していない装置全てについて、ハッシュ値ｖの計算を個別に行いどの装置が予約権を得るのかを調べる。即ち、第ｔ．ｓｌｏｔスロットを取り合う関係にある全ての装置ｉについて、スロット選択用のハッシュ関数ｈａｓｈ（ｉ，ｔ）を用い時刻ｔにおける選択用のハッシュ値ｖを個別に計算し、それらの相互比較の結果最大のハッシュ値ｖをもたらすと判明した装置の装置識別子ｉを返り値ｅｌｅｃｔｅｄにセットする。もしその過程で複数の装置のハッシュ値ｖが並ぶことがあったら、それらの装置の装置識別子ｉに従い一方の装置例えば装置識別子ｉが小さい方の装置が選択される。従って、この選択手順を実行すると、第ｔ．ｓｌｏｔスロットについて予約権を獲得した装置の装置識別子ｉが返り値ｅｌｅｃｔｅｄになる。該当する装置がなければ返り値ｅｌｅｃｔｅｄは空集合（φ）になる。

なお、各装置は、タイムスロット循環番号ｔ．ｓｌｏｔの値域｛０，…，ｋ｝の全域について、アレイＮ．ｒｅｓｅｒｖｅｄ［ｔ．ｓｌｏｔ］の各要素値を保持、保全する。ｋは例えば９９とする。また、装置を初期化すると値域｛０，…，ｋ｝に属する全てのｉについてＮ．ｒｅｓｅｒｖｅｄ［ｉ］＝φになる。

表２は、本発明の一実施形態にて第Ｎ装置が実行する予約手順を実際のプログラムコードを模した形態で表したものである。この手順は、予約情報Ｒを受け取るか或いは自装置で生成した第Ｎ装置が実行する手順であり、予約情報Ｒと同じフレームに含まれているネットワークコンテキスト情報に従い処理したトポロジ情報に基づき実行される。従って、予約権を保持している装置に関する最新のトポロジを利用することができる。また、この表中、予約情報Ｒは｛ｏｗｎｅｒ，ｓｌｏｔ，ｔｉｍｅ，ｌａｓｔｈｏｐ｝からなるｔｕｐｌｅである。これらの構造要素のうちＲ．ｓｌｏｔは予約対象になるタイムスロットの循環番号、Ｒ．ｏｗｎｅｒはそのスロットについて予約権を主張している装置の番号／識別子、Ｒ．ｔｉｍｅはその装置がそのスロットについて予約権を主張した時刻（ｔ．ｆｒａｍｅ，ｔ．ｓｌｏｔ）、そしてＲ．ｌａｓｔｈｏｐはそのスロットの循環番号Ｒ．ｓｌｏｔをネットワークコンテキスト情報の一部としてブロードキャストしている装置即ち最終ホップ装置の番号／識別子である。

更に、この手順では、第Ｎ装置が三種類の構造要素からなる構造化データを保持している。即ちＮ．ｒｅｓｅｒｖｅｄ［ｓ］、Ｎ．ｅｘｃｌｕｄｅｄ［ｓ］及びＮ．ＲｅｓＥｘｐｉｒｅ［ｓ］である。これらのうちＮ．ＲｅｓＥｘｐｉｒｅ［ｓ］は、タイムスロットｓについての仮予約状態（予約権が成立したがまだ予約がなされていない状態）を管理するための構造要素である。この手順では、少なくともＲＥＳＴＩＭＥ時間単位毎に予約が更新されないと予約が解消されるよう、この構造要素Ｎ．ＲｅｓＥｘｐｉｒｅ［ｓ］を用いて仮予約状態を管理している。また、例えば第Ｒ．ｓｌｏｔタイムスロットについて予約権を有している予約オーナ装置即ち第Ｒ．ｏｗｎｅｒ装置が、例えば自装置から３ホップ離れている等、自装置についての競合装置集合Ｎ．ｃｏｎｔｅｎｄに属していない場合、第Ｎ装置は、第Ｒ．ｌａｓｔｈｏｐ装置に第Ｒ．ｓｌｏｔスロットの選択権や予約権を認めない。即ち、第Ｒ．ｌａｓｔｈｏｐ装置は第Ｒ．ｏｗｎｅｒ装置が第Ｒ．ｓｌｏｔスロットの予約権を持つことを知っているので、同スロットの選択については競合しえないことから、第Ｎ装置はこれをハッシュ値計算対象から除外する（即ち集合Ｎ．ｅｘｃｌｕｄｅｄ［Ｒ．ｓｌｏｔ］に加える）。更に、競合装置集合Ｎ．ｃｏｎｔｅｎｄに属していない第Ｒ．ｏｗｎｅｒ装置については、第Ｎ装置はその装置による予約に関する計算も行う必要がない。

また、自装置と競合する他装置の中に、何れの装置も予約していないタイムスロットについて自分が予約オーナであると主張する装置が現れた場合、第Ｎ装置はその予約オーナ即ち第Ｒ．ｏｗｎｅｒ装置によるそのスロット即ち第Ｒ．ｓｌｏｔスロットの予約を認め、集合Ｎ．ｒｅｓｅｒｖｅｄ［Ｒ．ｓｌｏｔ］に第Ｒ．ｏｗｎｅｒ装置の装置識別子を加える。これと同時に、第Ｎ装置は、同スロットについての予約解消時期Ｎ．ＲｅｓＥｘｐｉｒｅ［Ｒ．ｓｌｏｔ］を更新、延長する。第Ｎ装置は、その際、自装置が受け取ったものと同じ予約情報Ｒを受け取っており第Ｒ．ｓｌｏｔスロットについて競合するはずのない最終ホップ装置即ち第Ｒ．ｌａｓｔｈｏｐ装置を、第Ｒ．ｓｌｏｔスロットについてのハッシュ値計算対象から除外する。また、第Ｒ．ｏｗｎｅｒ装置が予約した第Ｒ．ｓｌｏｔスロットについて第Ｒ．ｏｗｎｅｒ装置が再び予約権を主張した場合、第Ｎ装置は、第Ｒ．ｌａｓｔｈｏｐ装置を第Ｒ．ｓｌｏｔスロットについての競合外装置集合Ｎ．ｅｘｃｌｕｄｅｄ［Ｒ．ｓｌｏｔ］に加え、予約解消時期Ｎ．ＲｅｓＥｘｐｉｒｅ［Ｒ．ｓｌｏｔ］を延長、更新する。

更に、新規に受け取った予約情報Ｒが同一のタイムスロットを巡って既存の予約とコンフリクトしている場合、第Ｎ装置は、それらの装置に対しミニ選択法を適用して何れか一方を選び、選んだ方にそのスロット即ち第Ｒ．ｓｌｏｔスロットの使用を認める。このミニ選択法は、スロット時刻Ｒ．ｔｉｍｅの構造要素のうちチャネル内フレーム循環番号ｔ．ｓｌｏｔに基づき行う。どのチャネルかは選択に関係がないので、時間軸に沿ったチャネル又はフレームの通し番号ｔ．ｆｒａｍｅは使用する必要がない。また、既存予約に新規予約が勝った場合は、第Ｎ装置は、予約解消時期Ｎ．ＲｅｓＥｘｐｉｒｅ［Ｒ．ｓｌｏｔ］を更新すると共に、新たな最終ホップ装置即ち新たに第Ｒ．ｌａｓｔｈｏｐ装置となった装置を競合外装置集合Ｎ．ｅｘｃｌｕｄｅｄ［Ｒ．ｓｌｏｔ］に加える。

各チャネルの終期には各装置にて仮予約状態のチェックを行う。表３は、本発明の一実施形態にて第Ｎ装置が実行する予約チェック手順の一例を実際のプログラムコードを模した形態で示したものである。この表に示すように、従前のチャネルにて成立した予約が解消されている場合は、この手順にてそのタイムスロットについての仮予約状態も解消される。

なお、以上の説明では自装置から１〜２ホップの範囲内にある他装置を以て自装置と競合する近隣他装置としていたが、何ホップまでを競合範囲と扱うかは実施形態によって異なる。例えば３ホップ範囲内にある他装置や、それより多ホップの範囲内にある他装置を以て、自装置と競合する近隣他装置としてもよい。

また、ＣＡＳＡの性能を理論的に評価できる手段としては、例えば米国カリフォルニア州ロサンゼルス所在のＳｃａｌａｂｌｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ， Ｉｎｃ．から入手可能なＱｕａｌｎｅｔシミュレータがある。このシミュレータによれば、３６個の装置を有しその物理層としてＩＥＥＥ８０２．１１ｂのそれと同じものを使用するネットワークの性能を、シミュレーションにより評価することができる。そこで、このシミュレータを用い、どの種のデータトラフィックに対しても区別なくＣＡＳＡを適用してシミュレーションを行った。即ち、ＴＣＰ(Transmission Control Protocol)、ＣＢＲ(Constant Bit Rate)、ＶｏＩＰ(Voice over Internet Protocol)等のプロトコルによるデータトラフィック等、様々なデータトラフィックを皆等しく扱った。更に、タイムスロット長を１ｍｓｅｃ、１チャネル内スロット数を１００個、１スロット当たり最大伝送量（ＭＴＵ；maximum transmission unit）を１０００バイト、１装置当たり予約可能スロット数の上限を５０個、競合隣接範囲を３ホップ以内、近隣他装置リストの寿命を５００ｍｓｅｃ、予約解消周期を３００ｍｓｅｃ、ネットワーク初期化周期を２ｓｅｃとした。そして、この設定によるシミュレーションを、位置的トポロジ等のシード状態をランダムに変化させて１０回行った。

その結果によれば、ＣＡＳＡを使用することで、データレートやデータパケットサイズが異なる様々なデータフローにて、チャネル利用率が高まり平均遅延時間が短くなる。例えば４ホップの区間を伝わる間に生じる遅延時間の平均値は１１ｍｓｅｃ以内になる。また、期待通り、例えばＴＣＰセッションやＣＢＲトラフィックでの２０ｋｂｐｓフローのように高負荷な状態でも、ＣＡＳＡが良好に機能することが判明した。そして、クロストラフィックデータフローでもＣＡＳＡが良好に機能し、種類が異なるデータフローが支障なく同一のチャネルを共有できることが判明した。

次に、本発明に係る装置間通信手順の具体例について説明する。図３は、本発明の一実施形態における装置間通信手順３００を示すフローチャートである。本手順３００においては、通信システム内の個々の装置（図中「第１装置」）が随時フレームを送出する（３１０）。その際使用するチャネルは複数のサブチャネルを有しており、何れのサブチャネルも装置間通信に係るネットワークコンテキスト情報を送出できるように設計されている。第１装置は、現チャネル中の複数のサブチャネルのうち任意のサブチャネル（図中「第１サブチャネル」）を用い、他の装置に送りたいデータパケット及びそのデータパケットに係るネットワークコンテキスト情報を含むフレームを送出する。送出されたネットワークコンテキスト情報は、複数フレームに亘り同通信システム内の個々の装置（図中「第２装置」）にて蓄積される（３１２）。但し、第２装置は、上掲の第１装置、並びに同通信システム内の他の装置（図中「第３装置」）と、通信可能な状態にあるものとする。そして、第２装置は、第１装置にフィードバック情報を供給する（３１４）。このフィードバック情報は蓄積したネットワークコンテキスト情報に基づき作成されているので、それを供給することにより、第１サブチャネルの使用を巡る第１装置第３装置間のコンフリクトを防ぐことができる。

なお、この手順は一例であって、図示した手順の一部を省略することや、図示した手順に別のステップを追加することや、各ステップの実行順序を入れ替えることや、複数個のステップを結合させて単一のステップにすること等、様々な変形を施すことができる。

更に、本発明に係る通信装置の具体例について説明する。図４は、本発明の一実施形態に係る通信装置４００の構成を示すブロック図である。本装置４００は、１個又は複数個のプロセッサ４１０、通信インタフェース４１２並びにユーザインタフェース４１４を、１本又は複数本の信号線４２２によって相互接続した構成を有している。プロセッサ４１０は例えば並列処理やマルチスレッド演算を実行し、通信インタフェース４１２は例えば常時接続を形成し、信号線４２２は例えば通信バスを構成する。更に、ユーザインタフェース４１４としてはディスプレイ４１６、キーボード４１８、ポインタ（例えばマウス）４２０等の装置が用いられている。

本装置４００のメモリ４２４は、揮発性メモリ、不揮発性メモリ又はそれらの組合せによって実現されている。具体的には、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＥＰＲＯＭ(Erasable and Programable ROM)、ＥＥＰＲＯＭ(Electrically Erasable and Programmable ROM)、フラッシュメモリ、何枚かのスマートカード（商標）、何個かの磁気ディスク／ドライブ、何個かの光ディスク／ドライブ等から構成されている。メモリ４２４に書き込まれている情報のうちオペレーティングシステム４２６は、種々のハードウェアディペンデントタスクを実行すべく各種基本システムサービスの実行手順を定義する命令群によって構成されている。オペレーティングシステム４２６としては例えばリアルタイムオペレーティングシステムを使用するとよい。メモリ４２４には、更に、通信手順を定義する命令群が通信モジュール４２８として格納されている。この通信手順を利用することによって、例えば本装置４００に対して遠隔配置されているものも含め、何台かのコンピュータ、通信装置乃至サーバと通信することができる。

メモリ４２４にはこれら以外にも様々なプログラムモジュール乃至命令群が格納されている。例えば予約モジュール４３０やコンフリクト解消モジュール４３２といったモジュール乃至命令群である。メモリ４２４には、更に、本装置４００からＮホップ以内に位置する近隣他装置のリスト４３４、サブチャネル４３８毎の予約情報４３６等も格納されている。そして、メモリ４２４に、例えばサブチャネル別ランキング４４６等、一種類又は複数種類のランキング情報４４４を格納するようにしてもよい。ランキング情報４４４は、例えば一種類又は複数種類のハッシュ関数４４８、一種類又は複数種類の擬似ランダムシーケンス（図示せず）、或いはそれらの組合せ等を用いて作成すればよい（但しこれらはオプションである）。加えて、メモリ４２４には、コンテキスト情報４４０、フィードバック情報４４２、オプションの同期情報４５０等も格納されている。

メモリ４２４に格納されているプログラムモジュール乃至命令群は、例えば手続指向プログラミング言語、オブジェクト指向プログラミング言語等の高級言語や、アセンブラ、マシン語等の言語によって記述されており、プロセッサ４１０にて実行する際には適宜コンパイラ乃至インタプリタによってコンフィギュレーションされる。

なお、この図では、多数の機能要素が単一装置４００に搭載されているかのように表記しているが、これは本装置４００に搭載しうる機能要素の類例を表すためであり、本発明の実施形態を構造的に限定することを目的としたものではない。実際には、本件技術分野において相当程度の熟練を積まれた方々（いわゆる当業者）であれば理解できるように、装置４００の構成要素として描かれている種々の機能要素は、多数のコンピュータ乃至サーバによって分担実行されるよう、それらのコンピュータ乃至サーバに分散搭載することもできる。また、本装置４００の全機能又はその一部を何個かのＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit)、何個かのＤＳＰ(Digital Signal Processor)又はその組合せによって実現することもできる。

そして、本装置４００の構成要素のうち一部を省略することや、図示されていない構成要素を本装置４００に追加することや、何個かの構成要素を統合して１個にすることや、構成要素の配置を変更すること等も可能である。また、本装置４００の機能のうちどれだけをハードウェア的に実現しどれだけをソフトウェア的に実現するかについても、本件技術分野に既存の知識を利用し適宜定めることができる。

次に、装置４００にて使用しうるデータ構造について具体的に説明する。図５は、本発明の一実施形態にて使用するデータ構造の例５００を示す模式図である。本データ構造５００はサブチャネル別ランキング５１０から構成されており、各サブチャネル例えば第１サブチャネルについてのランキング５１０−１は、そのサブチャネルを現在予約している装置の名称乃至識別子５１２−１、ハッシュ値５１４−１、ランキング５１６−１等の情報から構成されている。

図６は、本発明の一実施形態にて使用するデータ構造の例６００を示す模式図である。本データ構造６００はデータフロー別コンテキスト情報６１０から構成されており、各データフロー例えば第１データフローについてのコンテキスト情報６１０−１は、装置名乃至装置識別子６１２−１、コンテキスト情報６１４−１等の情報から構成されている。なお、これらのデータ構造５００及び６００は一例であり、図示した構成要素の一部を省略することや、別の構成要素を追加することや、複数種類の構成要素を統合して１個にすることや、各構成要素の順序を変えること等が可能である。

また、ＣＡＳＡアーキテクチャ特にそのネットワーク層及びトランスポート層は、例えばルーティングプロトコル及びトランスポートプロトコルとしてコンテキストアウェアなものを用いることによって、より好適なものにすることができる。即ち、スケジューリング処理をより好適に実行できるようになり、またデータトラフィック間のトレードオフを利用することも可能になる。例えば、そのネットワークアーキテクチャにおけるより上位の層やルーティングについてのトポロジイベントを、各ＣＡＳＡ装置にて生成できるようになる。更に、各ＣＡＳＡ装置は、自装置の通信可能範囲内に他装置がいつ入ったか、他装置が自装置の通信可能範囲からいつ出たかを検知でき、ひいてはその装置に対して次ホップでパケットを到達させうるか否かを他装置毎に判別することができる。こうした判別を行う場合、移動やノイズ増減が原因で自装置の通信可能範囲に出入りする他装置に対し“依存不適”とのタグを付け、それらの装置に対する通信をその装置との間の通信リンクが安定になるまで暫しブロックするとよい。但し、それらの装置も他装置とコンフリクトしうるので、サブチャネルを巡る争いには加えるようにする。

更に、ＣＡＳＡについては種々の拡張が可能である。例えば、予約解放最適化機能、将来チャネル内サブチャネル事前予約機能、動的予約制限機能、近隣他装置による予約を制限する機能、スケジュールに参加したくない若しくは参加できない装置についての最適化機能、ヘッダ交換最適化機能等を、ＣＡＳＡに組み込むことができる。また、装置移動に対する最適化機能や、優先度別データ取扱機能等を、ＣＡＳＡに組み込むこともできる。

また、以上の説明ではＣＡＳＡで使用する動的選択乃至スケジューリング法を数種類示したが、どの装置に対しどのサブチャネルの予約（権）を認めるかを決定する手法としては例えば循環法、ランダム法、擬似ランダムパーミュテーション法等といった他手法も使用することができる。例えば、どのサブチャネルを予約すべきかを、通信システム内の各装置が、複数フレームに亘る蓄積で求めたサブチャネル別使用確率（頻度）に基づき、或いは競合装置別サブチャネル識別子パーミュテーションランキングに基づき、更にはそれらの組合せにより、動的に判別する形態で本発明を実施することもできる。

以上、本発明についてその好適な実施形態に基づき説明したが、それらの説明はあくまで理解を促すためのものであり、本発明の要旨を限定する意図によるものではない。従って、いわゆる当業者であれば、本願による開示に基づき本発明を様々な形態で実施することができよう。更に、本明細書は本発明の技術的範囲を定義、限定等する性質の書類ではなく、それを担うのは別紙特許請求の範囲である。

本発明の一実施形態に係る通信システムで使用するフレームの一例構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る通信システムを示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る装置間通信手順を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る通信装置の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係るデータ構造を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係るデータ構造を示す模式図である。

符号の説明

１００ フレーム、１１０，４３８，５１０，５１０−１ タイムスロット（サブチャネル）、１１４ コンテキストパケット、１１６ データパケット、２００ 通信システム、２１０，２１０−３，２１０−４，４００ 通信装置、３１０ フレーム送出ステップ、３１２ ネットワークコンテキスト情報蓄積ステップ、３１４ フィードバック情報供給ステップ、４１０ プロセッサ、４２８ 通信モジュール、４３０ 予約モジュール、４３２ コンフリクト解消モジュール、４４０，６１４−１ コンテキスト情報、４４２ フィードバック情報。

Claims (4)

1. 複数のサブチャネルを有するチャネルを介し複数の装置間でフレームを随時やりとりする通信システムであって、
   各装置が、他装置に送りたいデータパケットを含むフレームを送出するときに、それと同じチャネルの同じサブチャネルでそのデータパケットに係るネットワークコンテキスト情報も送出するよう、且つ、他装置から送出されたフレームを捉えたときに、ネットワークコンテキスト情報を複数フレームに亘り蓄積して作成したフィードバック情報を当該他装置に供給するよう、構成されており、
   上記フィードバック情報の供給により、各装置が、自装置と通信可能な状態にある複数の他装置間で同一サブチャネルの使用に関しコンフリクトが発生することを防ぐ通信システム。
2. 請求項１記載の通信システムであって、フィードバック情報を装置間の直接通信により供給する通信システム。
3. 請求項１記載の通信システムであって、フィードバック情報を他装置を介した装置間の間接通信により供給する通信システム。
4. 請求項１記載の通信システムであって、フィードバック情報がコンフリクトの有無を示す情報を含む通信システム。

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