JP3762004B2 - 通信システム、ノードおよびそのノードにおける送信方法 - Google Patents
通信システム、ノードおよびそのノードにおける送信方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンテンション方式が適用され、伝送情報を送受する通信システムと、その通信システムを実現するノードと、このノードにおける送信方法とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、多くの企業体には、公衆網を介することなく情報の交換を行いＯＡ化のさらなる推進を図ることを目的として、広くＬＡＮが普及している。このＬＡＮには低廉・小型化されたノートパソコンが接続され、かつこのノートパソコンは持ち運びが自在であるので、ＬＡＮに接続されるパソコンの台数は広範囲に変化するようになった。
【０００３】
特に、無線ＬＡＮについては、伝送路の敷設が不要であるためにこの台数の変化に自由度が増すことから有用性が高い。
図７は、従来の無線ＬＡＮの構成を示す図である。
図７において、複数のノード８１-1〜８１-nと単数の主ノード８２とは、全二重方式が適用された共通の無線伝送路を介して配置される。
【０００４】
図８は、従来の通信制御を説明する図である。
図９は、従来の通信制御の動作フローチャートである。
なお、図９において、後述するバックオフ手続に関与する部分を実線で記載し、それ以外の部分を点線で記載することにより区別し、以下では、前者を先に説明する。
【０００５】
この従来例では、ノード８１-1〜８１-n（以下、簡単のために符号「８１-p」が付与された単一のノードのみに着目することとする。）は、送信すべき伝送情報がある場合（図９(1))には、上述した無線伝送路の上りの回線のキャリアセンスを行い（図８(1),図９(2))、何らかの搬送波が検出されず、かつ後述するバックオフ中でない場合には、その回線に、伝送情報とその伝送情報の宛先（以下では、簡単のため符号「８１-q」が付与されたノードであるとする。）と送信元の識別情報とを付して生成したパケットを送出する（図８(2)、図９(3))。さらにノード８１-pは、予め決められた期間（図８(3))にわたって後述するＡＣＫ信号の受信を待機する。
【０００６】
一方、主ノード８２は、このパケットを無線伝送路の下りの回線に中継する（図８(4))。
また、ノード８１-qは、常に下りの回線を監視して宛先が自局を示すパケットを受信した場合（図８(5))には、そのパケットに所定の処理を施し、かつこのような処理が完了したあるいは起動されたことを示すＡＣＫ信号を上りの回線に送出する（図８(6))。
【０００７】
ノード８１-pは、このＡＣＫ信号を主ノード８２を介して受信することによって（図８(7))送信が完了したことを確認する。
しかし、ノード８１-pがＡＣＫ信号を受信しなかった場合には（図９(4))、他のノードによって非同期に送出された複数のパケットが上り回線において衝突した可能性がある。この場合には、当初においてノード８１-pは、伝送路を確保するために、予め設定された値域（ＣＷmin 、ＣＷmax により示される。）の値をとる変数であるコンテンションウィンドウＣＷと、値域が「０」から「１」である一様乱数Ｒとスロット時間Ｔs とに基づいて後述するように設定されたバックオフ時間Ｔ（図８(8))だけパケットを再び送信することを見合わせる（以下、「バックオフ手続」という。）（図８(9)、図９(5))。
【０００８】
ここに、上述したバックオフ時間Ｔは、ＡＣＫ信号を受信できなかった複数のノードが個別に、Ｔ＝Ｒ＊（ＣＷ−１）＊Ｔs の式で示される演算を行うことによって設定されるので、パケットが再度衝突する確率は抑圧される。
さらに、ノード８１-pは、ＡＣＫ信号を受信するまで（図８(7))再送の回数Ｎr が最大値に満たない限りにおいて、コンテンションウィンドウＣＷの値をＣＷmin を初期値としてＣＷmax を超過しない範囲で順次二倍の値に更新しつつ（以下では、コンテンションウィンドウ拡大手続という。）（図９(6))バックオフ手続およびパケットの送信（図８(10))を繰り返す。また、ノード８１-pは、再送回数Ｎrが最大値となった場合には、パケットを廃棄する（図９(7))。
【０００９】
なお、ノード８１-pは、各送信の際に併せてバックオフ中にもキャリアセンスを行い、上りの回線に搬送波が検知された場合には適宜バックオフ手続（図９(8))を行って送信を見合わせるが、この搬送波が検知されない場合には、バックオフ時間を短い値に更新する（図９(9))ことにより早期に送信を行う。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来例では、稼働しているノードの台数が変化する一方で、バックオフ時間を決定するコンテンションウィンドウＣＷの値域（ＣＷmin 、ＣＷmax ）は固定されているので、その台数が著しく増加した場合には、再送の際にパケットの衝突が生起する確率が高くなり、送信元のノードがＡＣＫ信号を受信するまでに行う送信の平均回数が増加する。また反対にノードの台数が著しく減少した場合には、少数のノードが上りの回線を長い時間にわたって占有する可能性が高くなる。
【００１１】
本発明は、ハードウエアの構成を変更することなく、ノードの台数の変化にかかわらず伝送路の伝送効率を高く維持することができる通信システムと、ノードとそのノードにおける送信方法を提供することを目的とする。
なお、上述した従来例に類似する通信方式としてＣＳＭＡ／ＣＤ方式があり、これについては、例えば特開昭５９−２０４３４５号公報や、特開昭５９−２０４３４７号公報に記載された方法により上述した衝突が生起する確率を低減することができる。しかし、無線ＬＡＮでは、このような方法は、無線伝送路の伝送特性が人の移動や設置されたコンパートメントなどの減衰量の変化に応じて激しく変動し、その無線伝送路を介して到来する受信波に含まれる伝送情報のみに基づいて対向するノードの稼働の状況を確実に把握することが困難であるために、実際には適用されなかった。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の通信システムは、宛先ノードへ伝送情報を送信する場合、無線伝送路のキャリアセンスを行い、キャリアが検出されたときは、ゼロからコンテンションウインドウＣＷの範囲で発生させた乱数値をもとに決められるバックオフ時間経過後に前記伝送情報を送信すると共に、前記バックオフ時間経過後の送信が失敗した場合、前記コンテンションウインドウＣＷを大きくし、ゼロから新たなコンテンションウインドウＣＷの範囲で発生させた乱数値をもとに決められる新たなバックオフ時間経過後に前記伝送情報を送信する複数のノードを有している。各ノードは、前記コンテンションウインドウＣＷの初期値として設定される下限値ＣＷmin を、各ノードが送信を行う頻度に応じて設定することを可能としている。また、送信を行う頻度が高いノードの方が、送信を行う頻度が低いノードより、前記コンテンションウインドウＣＷの下限値ＣＷmin を小さい値に設定することを可能としてもよい。
【００１３】
また、本発明のノードは、宛先ノードへ伝送情報を送信する場合、無線伝送路のキャリアセンスを行い、キャリアが検出されたときは、ゼロからコンテンションウインドウＣＷの範囲で発生させた乱数値をもとに決められるバックオフ時間経過後に前記伝送情報を送信すると共に、前記バックオフ時間経過後の送信が失敗した場合、前記コンテンションウインドウＣＷを大きくし、ゼロから新たなコンテンションウインドウＣＷの範囲で発生させた乱数値をもとに決められる新たなバックオフ時間経過後に前記伝送情報を送信する。また、コンテンションウインドウＣＷの初期値として設定される下限値ＣＷmin は、送信を行う頻度に応じて設定することを可能にしている。更に、前記コンテンションウインドウＣＷの下限値ＣＷmin は、送信を行う頻度が高いほど小さい値に設定することを可能としてもよい。
【００１４】
更に、本発明のノードの送信方法は、コンテンションウインドウＣＷの初期値として下限値ＣＷmin を送信の頻度に応じて設定し、ゼロからコンテンションウインドウＣＷの範囲で発生させた乱数値をもとに決められるバックオフ時間経過後に前記伝送情報を送信し、前記バックオフ時間経過後の送信が失敗した場合、前記コンテンションウインドウＣＷを大きくし、ゼロから新たなコンテンションウインドウＣＷの範囲で発生させた乱数値をもとに決められる新たなバックオフ時間経過後に前記伝送情報を送信する。また、前記コンテンションウインドウＣＷの下限値ＣＷmin は、送信を行う頻度が高いほどを小さい値に設定することを可能としてもよい。
【００１５】
また更に、本発明の通信システムは、宛先ノードへ伝送情報を、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式又はＣＳＭＡ／ＣＤ方式に基づく伝送路へ送信する場合、キャリアが検出されたとき又は衝突を検出したときには、ゼロからコンテンションウインドウＣＷの範囲で発生させた乱数値をもとに決められるバックオフ時間経過後に前記伝送情報を送信すると共に、前記バックオフ時間経過後の送信が失敗した場合、前記コンテンションウインドウＣＷを大きくし、ゼロから新たなコンテンションウインドウＣＷの範囲で発生させた乱数値をもとに決められる新たなバックオフ時間経過後に前記伝送情報を送信する複数のノードを有している。各ノードは、前記コンテンションウインドウＣＷの初期値として設定される下限値ＣＷmin を、各ノードが送信を行う頻度に応じて設定することを可能としてよい。また、送信を行う頻度が高いノードの方が、送信を行う頻度が低いノードより、前記コンテンションウインドウＣＷの下限値ＣＷmin を小さい値に設定することを可能としてもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、通信システムの上位概念ブロック図である。
通信システムは、コンテンション方式に基づいて第一の通信路１１にアクセスする複数のノード１２-1〜１２-Nと、単一のノード１３と、複数のノード１２-1〜１２-Nと単一のノード１３との間に敷設された第二の通信路１４とを備え、単一のノード１３は、複数のノード１２-1〜１２-Nのうち第一の通信路１１に送信しうる状態にある送信ノードの数を第二の通信路１４を介して取得する取得手段１５と、取得手段１５によって取得された数を示す情報と、その数に送信ノードの数が等しいときに第一の通信路１１に衝突が生起する確率を示す情報との何れか一方をその第二の通信路１４に送信する通知手段１６とを有し、複数のノード１２-1〜１２-Nは、単一のノード１３によって送信された情報を第二の通信路１４を介して受信し、その情報によって示される数または確率が大きいほど値域が広くかつその値域における分布が一様である乱数を生成すると共に、その乱数に比例した時間に、コンテンション方式に基づく再送に先行して待機すべき時間であるバックオフ時間を設定する可変手段１７を有する。
【００１７】
先の通信システムは、単一のノード１３は、コンテンション方式に基づいて第一の通信路１１にアクセスする手段と、取得手段１５によって得られた送信ノードの数が大きいほど値域が広くかつその値域における分布が一様である乱数を生成すると共に、その乱数に比例した時間に、コンテンション方式に基づく再送に先行して待機すべき時間であるバックオフ時間を設定する可変手段２１を有してよい。
【００１８】
図２は、通信システムの別の上位概念ブロック図である。
通信システムは、コンテンション方式に基づいて第一の通信路３１にアクセスする複数のノード３２-1〜３２-Nと、複数のノード３２-1〜３２-Nの間に敷設された第二の通信路３３とを備え、複数のノード３２-1〜３２-Nは、複数のノード３２-1〜３２-Nのうち、第一の通信路３１に送信しうる状態にある送信ノードの数を第二の通信路３３を介して取得する取得手段３４と、取得手段３４によって得られた送信ノードの数が大きいほど値域が広くかつその値域における分布が一様である乱数を生成すると共に、その乱数に比例した時間に、コンテンション方式に基づく再送に先行して待機すべき時間であるバックオフ時間を設定する可変手段３５とを有する。
【００１９】
先の通信システムにおいて、第二の通信路は、第一の通信路と兼用されてよい。
また、先の通信システムにおいて、送信ノードのうち、第一の通信路に送信を行う頻度が他のノードに比べて高い送信ノードが有する可変手段は、これらの他のノードが有する可変手段が乱数の生成に適用する値域に比べて上限値と下限値との双方または何れか一方が小さい値域を適用してよい。
【００２０】
また更に、先の通信システムにおいて、可変手段は、コンテンション方式に基づく再送の回数を計数し、かつその回数が大きいほど乱数の値域を広く設定する手段を有し、送信ノードのうち、第一の通信路に送信を行う頻度が他のノードに比べて高い送信ノードが有する可変手段は、回数に応じて乱数の値域を広げる比率をこれらの他のノードが有する可変手段に比べて小さく設定してよい。
【００２１】
図１で述べた通信システムでは、複数のノード１２-1〜１２-Nのうち送信しうる状態にある全ての送信ノードがコンテンション方式に基づいて非同期に第一の通信路１１にアクセスするので衝突が生起する場合がある。しかし、単一のノード１３において、取得手段１５は送信しうる状態にある送信ノードの数を取得する。通知手段１６は、その数と、その数に送信可能なノードの数が等しいときに第一の通信路１１に衝突が生起する確率を示す情報との何れか一方を第二の通信路１４に送信する。さらに送信ノードでは、可変手段１７は、上述した情報を受信し、この情報に示される数または確率が大きいほど広い値域に一様に分布する乱数を生成すると共に、その乱数に比例したバックオフ時間を設定する。
【００２２】
このような乱数がとりうる値は送信ノードの数に応じて多くなるので、コンテンション方式に基づいて複数の送信ノードが伝送情報の再送を行うタイミングは時間軸に沿って広く分散して再び上述したような衝突が生起する確率は小さくなる。したがって、第一の通信路１１の伝送効率は、向上する。
また、先の通信システムでは、第一の通信路１１に単一のノード１３がアクセスする点で請求項１に記載の発明にかかわる通信システムと異なるが、その単一のノード１３のバックオフ時間は可変手段２１によって複数のノード１２-1〜１２-Nと同様に設定される。したがって、第一の通信路１１の伝送効率は大幅に低下することなく保持される。
【００２３】
図２で述べた通信システムでは、複数のノード３２-1〜３２-Nが、第二の通信路３３を介して送信ノードの数を把握する取得手段３４と、その数に基づいてバックオフ時間を設定する可変手段３５との双方を有する点で請求項１に記載の発明にかかわる通信システムと異なるが、これらの取得手段３４と可変手段３５とが連係してバックオフ時間を設定する手順については同じである。したがって、図１で述べた通信システムと同様に第一の通信路３１の伝送効率は向上する。
【００２４】
先に記載の通信システムにおいて、第二の通信路が第一の通信路と兼用される。したがって、この通信システムにより第一の通信路について伝送効率の向上が達成される場合には、構成の簡略化がはかられる。
また、先に記載の通信システムにおいて、送信ノードのうち、第一の通信路に送信を行う頻度が他のノードに比べて高い送信ノードが有する可変手段は、他の送信ノードに比べて乱数の生成に際して上限値と下限値との双方または一方が小さい値域を適用するので、その乱数がとりうる値は他のノードにおいてとりうる乱数の値より概して小さい。したがって、上述したように第一の通信路に送信を行う頻度が他のノードに比べて高い送信ノードでは、未送信の伝送情報が過度に滞積する輻輳状態の発生確率が抑圧される。
【００２５】
更に、先に記載の通信システムにおいて、可変手段は、コンテンション方式に基づく再送の回数を計数し、かつその回数が大きいほど乱数の値域を広く設定する。また、送信を行う頻度が他のノードに比べて高い送信ノードは、他のノードに比べて小さい比率で乱数の値域を広くする。
すなわち、再送の回数が増える毎に、送信の頻度が高いノードが送信を行うタイミングは他のノードに対して優先されるので、未送信の伝送情報が滞積されることは抑圧される。
【００２６】
以下、図面に基づいて詳細に説明する。
図３は、第一ないし第三の実施形態の構成を示す図である。
以下、図３を参照して第一の実施形態の構成を説明する。
本実施形態と図７に示す従来例との相違点は、ノード８１-1〜８１-nに代えてノード４１-1〜４１-nが備えられ、かつ主ノード８２に代えて主ノード４２が備えられた点にある。
【００２７】
なお、本実施形態と図１に示すブロック図との対応関係については、無線伝送路は第一の通信路１１および第二の通信路１４に対応し、ノード４１-1〜４１-nはノード１２-1〜１２-N、可変手段１７に対応し、主ノード４２は、単一のノード１３、取得手段１５、通知手段１６、可変手段２１に対応する。
図４は、本実施形態の動作を説明する図である。
【００２８】
図５は、本実施形態の動作フローチャートである。
以下、図４〜図７、図９を参照して本実施形態の動作を説明する。
本実施形態と図７に示す従来例との動作の相違点は、ノード４１-1〜４１-nと主ノード４２とが連係して行う通信制御の手順にあるので、以下では、その他の動作についての説明は省略する。
【００２９】
ノード４１-1〜４１-nは、稼働している場合は、予め設定された一定の周期でその旨を示す稼働状況と送信元とを示す状況通知パケットを送信することによって主ノード４２に稼働状況を通知する（図４(1))。
ここに、主ノード４２の図示されない主記憶には、図６(1)、図６(2) に示すとおり、ノード４１-1〜４１-nの個々の稼働状況が登録される稼働状況管理テーブルと、後述する総数Ｎがとりうる値に個別に対応したコンテンションウィンドウＣＷの値域（ＣＷmin 、ＣＷmax ）が予め登録された値域可変テーブルとが備えられる。また、この値域の上限値ＣＷmax および下限値ＣＷmin は、稼働しているノードの数がこの総数Ｎに等しいときに採用されると無線伝送路の伝送効率が最も高くなる値域（例えば、ＣＷmin ＝８＊Ｎ、ＣＷmax ＝６４＊Ｎ）を示している。
【００３０】
主ノード４２は、予め決められた周期で稼働状況管理テーブルの全ての領域について値を「０」に初期設定し（図５(1))、かつインターバルの値がｔmax であるタイマーを起動する（図５(2))。主ノード４２は、このタイマーが計時を行っている期間に状況通知パケットを受信すると、そのパケットを解析して稼働状況管理テーブルのうち、そのパケットの送信元であるノードに対応する領域に「１」を設定する（図５(3))。
【００３１】
また、主ノード４２は、このようにして行われる計時の下で時間ｔが最大値ｔmax を超過する度に、稼働しているノードの数として稼働状況管理テーブルのうち値が「１」であるものの総数Ｎを求める（図５(4))。
主ノード４２は、値域可変テーブルを参照して上述した総数Ｎに対応した値域を求め（図５(5))、その値域を示すウィンドウ情報を全てのノード宛に下りの回線に送出する（図４(2)、図５(6))。
【００３２】
また、ノード４１-1〜４１-nのうち稼働しているノードはこのウィンドウ情報を受信し、ＡＣＫ信号を受信できなかった場合には、ＣＷmin およびＣＷmax に、ウィンドウ情報が示す値域を設定した後、図９に示す従来例と同様にしてバックオフ手続および送信を行う。
したがって、本実施形態では、稼働しているノードの総数が一定の周期で把握され、ノード４１-1〜４１-nにはその総数に最適のコンテンションウィンドウＣＷが設定されるので、無線伝送路の伝送効率は高く維持される。
【００３３】
以下、図３を参照して第二の実施形態の構成を説明する。
本実施形態と第一の実施形態との構成の相違点は、主ノード４２が備えられず、かつノード４１-1〜４１-nに代えてノード５１-1〜５１-nが備えられた点にある。
なお、本実施形態と図２に示すブロック図との対応関係については、無線伝送路は第一の通信路３１および第二の通信路３３に対応し、ノード５１-1〜５１-nはノード３２-1〜３２-N、取得手段３４、可変手段３５に対応する。
【００３４】
以下、図６を参照して本実施形態の動作を説明する。
本実施形態と第一の実施形態との動作の相違点は、通信の形態とコンテンションウィンドウＣＷの値域を得る手順とにある。以下では、これらの相違点について説明し、その他の動作については説明を省略する。
ノード５１-1〜５１-nは、主ノードを介することなくエンドツーエンドで通信を行う。
【００３５】
ノード５１-1〜５１-nの主記憶には、第一の実施形態における主ノードと同様に、稼働状況管理テーブル（図６(1))と値域可変テーブル（図６(2))とが備えられる。
また、ノード５１-1〜５１-nは、稼働している場合は、予め設定された一定の周期で、その旨を示す稼働状況と送信元とを示す状況通知パケットを他の全てのノード宛に無線伝送路の上りの回線に送出すると共に、常にこの上りの回線を監視して状況通知パケットを受信する。ノード５１-1〜５１-nは、それぞれこの状況通知パケットに基づいて稼働状況管理テーブルを更新することにより稼働しているノードの数を得て、その数と値域可変テーブルとに基づいてＣＷmin およびＣＷmax を設定し、ＡＣＫ信号を受信しなかった場合に行うバックオフ手続の際にこれらの値を用いる。
【００３６】
したがって、本実施形態では、稼働しているノードの総数が一定の周期で把握され、各ノードにはその総数に最適のコンテンションウィンドウＣＷが設定されるので、無線伝送路の伝送効率は高く維持される。
以下、図３、６を参照して第三の実施形態について説明する。
本実施形態と第一の実施形態との構成の相違点は、図３において無線伝送路に単信方式が適用された点にある。
【００３７】
このような構成では、主ノード４２によって送信されたパケットにも衝突が生じうるので、衝突が生起した場合には主ノード４２も他のノードと同様にバックオフ手続を行う。しかし、主ノード４２の主記憶に設定される値域可変テーブル（図６(2))には、他のノード４１-1〜４１-nと比べてコンテンションウィンドウＣＷの値域を示す上限値ＣＷmax および下限値ＣＷmin が共に小さく設定されるので、主ノード４２に設定されるバックオフ時間は他のノード４１-1〜４１-nに比べて概して短い。
【００３８】
したがって、これらのノード４１-1〜４１-n間の中継を行うために滞積されたパケットは優先的に送信されて、無線伝送路の伝送効率は向上する。
以下、図９を参照して請求項６に記載の発明に対応した第四の実施形態について説明する。
本実施形態では、主ノード４２は、第三の実施形態と同様にして他のノード４１-1〜４１-nと同じバックオフ手続を行うが、再送する際に、他のノードに比べて小さい比率でコンテンションウィンドウの拡大手続（図９(6))を行うので、衝突が生起したパケットを二回以上再送するときに主ノード５２に設定されるバックオフ時間は他のノード４１-1〜４１-nに比べて概して短い。
【００３９】
したがって、これらのノード４１-1〜４１-n間の中継を行うために滞積されたパケットは優先的に送信されて、無線伝送路の伝送効率は向上する。
なお、第一の実施形態では、ノード４１-1〜４１-nが主ノード４２に対して自主的に稼働状況を通知しているが、主ノード４２がポーリングによって稼働状況を問う構成でもよい。
【００４０】
また、第一の実施形態では、主ノード４２によるコンテンションウィンドウの値域を示す情報の伝達のタイミングは、一定の周期とされているが、送信しうるノードの数が先行して計数された値と異なる場合に行われれば如何なるタイミングでもよい。
さらに、第一の実施形態では、台数を把握してコンテンションウィンドウの値をノード４１-1〜４１-nに配信する機構を主ノード４２が有しているが、別途備えられた装置が行ってもよい。
【００４１】
なお、上述した各実施形態では、コンテンションウィンドウＣＷの値域の上限値と下限値とが共に可変されているが、どちらか一方が可変される構成も適用可能である。
また、第三および第四の実施形態では、再送について優先権が与えられるノードは主ノード４２とされているが、送信の頻度が相対的に高いことが既知であれば中継を行わないノードとされてもよい。
【００４２】
さらに、第一、第三、第四の実施形態では、主ノード４２とその他のノード４１-1〜４１-nが接続されていれば複数の伝送路が用いられても良い。
また、第二の実施形態では、ノード５１-1〜５１-nがそれぞれ他のノードと接続されていれば複数の伝送路が用いられても良い。
さらに、上述した各実施形態では、ノードが得る情報はコンテンションウィンドウの値域を示す情報であるが、適当なバックオフ時間を決定する情報であれば如何なる情報でもよい。ただし、このような場合は、その情報に応じたコンテンションウィンドウの値域を得る機構がノードに備えられる。
【００４３】
また、上述した各実施形態では、ノードが一定の周期で稼働状況を通知しているが、始動時以外は、稼働状況が変化した場合にのみその変化の内容を通知し、かつ主ノードまたはその他のノードがその変化の内容に基づいて稼働しているノードの数を求める構成も適用が可能である。
さらに、上述した各実施形態では、ノードが主記憶に設定されたテーブルを更新あるいは参照することによってコンテンションウィンドウの値の設定を行っているが、演算によって同様の設定が行われる構成も適用が可能である。
【００４４】
また、上述した各実施形態では稼働しているノードの数を得る機構が備えられているが、全てあるいは一部のノードにマンマシンインタフェースが備えられて、稼働しているノードの数を示す情報が入力されることによってその数を得る構成も可能である。また、稼働しているノードの数を示す情報が書き込まれたＲＯＭなどの記憶装置が装荷されると、その数を示す情報を読み込むことによって稼働しているノードの数を得る構成も適用可能である。
【００４５】
さらに、上述した各実施形態では、コンテンションウィンドウの可変の基準が稼働しているノードの数とされているが、伝送路において衝突が生起する確率を示す情報なら如何なる情報であってもよい。
また、上述した各実施形態では、稼働しているノードの数を数えるために用いられる伝送路が専ら行われる通信に用いられる伝送路と共用されているが、このような伝送路は別途備えられてもよい。
【００４６】
さらに、上述した各実施形態では、伝送路にＣＳＭＡ／ＣＡ方式に基づく無線伝送路が適用されているが、例えば、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式のようなコンテンション方式に基づいているものであれば、如何なる伝送路が適用されてもよい。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、ノードの台数の変化にかかわらず、伝送路の伝送効率が高く維持される。さらに、送信あるいは中継の対象となるパケットが滞積する確率が小さく抑えられる。
【００４８】
したがって、これらの発明が適用された通信システムでは、安価に伝送路の有効な利用がはかられ、かつ通信品質が高められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 通信システムの上位概念ブロック図である。
【図２】 別の通信システムの上位概念ブロック図である。
【図３】 第一ないし第三の実施形態の構成を示す図である。
【図４】 第一の実施形態を示す図である。
【図５】 第一の実施形態の動作フローを示す図である。
【図６】 第一ないし第三の実施形態を示す図である。
【図７】 従来の無線ＬＡＮの構成を示す図である。
【図８】 従来の通信制御を説明する図である。
【図９】 従来の通信制御の動作フローチャートである。
【符号の説明】
１１，３１ 第一の通信路
１２，３２，４１，５１，８１ ノード
１３ 単一のノード
１４，３３ 第二の通信路
１５，３４ 取得手段
１６ 通知手段
２１，３５ 可変手段
４２，８２ 主ノード
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンテンション方式が適用され、伝送情報を送受する通信システムと、その通信システムを実現するノードと、このノードにおける送信方法とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、多くの企業体には、公衆網を介することなく情報の交換を行いＯＡ化のさらなる推進を図ることを目的として、広くＬＡＮが普及している。このＬＡＮには低廉・小型化されたノートパソコンが接続され、かつこのノートパソコンは持ち運びが自在であるので、ＬＡＮに接続されるパソコンの台数は広範囲に変化するようになった。
【０００３】
特に、無線ＬＡＮについては、伝送路の敷設が不要であるためにこの台数の変化に自由度が増すことから有用性が高い。
図７は、従来の無線ＬＡＮの構成を示す図である。
図７において、複数のノード８１-1〜８１-nと単数の主ノード８２とは、全二重方式が適用された共通の無線伝送路を介して配置される。
【０００４】
図８は、従来の通信制御を説明する図である。
図９は、従来の通信制御の動作フローチャートである。
なお、図９において、後述するバックオフ手続に関与する部分を実線で記載し、それ以外の部分を点線で記載することにより区別し、以下では、前者を先に説明する。
【０００５】
この従来例では、ノード８１-1〜８１-n（以下、簡単のために符号「８１-p」が付与された単一のノードのみに着目することとする。）は、送信すべき伝送情報がある場合（図９(1))には、上述した無線伝送路の上りの回線のキャリアセンスを行い（図８(1),図９(2))、何らかの搬送波が検出されず、かつ後述するバックオフ中でない場合には、その回線に、伝送情報とその伝送情報の宛先（以下では、簡単のため符号「８１-q」が付与されたノードであるとする。）と送信元の識別情報とを付して生成したパケットを送出する（図８(2)、図９(3))。さらにノード８１-pは、予め決められた期間（図８(3))にわたって後述するＡＣＫ信号の受信を待機する。
【０００６】
一方、主ノード８２は、このパケットを無線伝送路の下りの回線に中継する（図８(4))。
また、ノード８１-qは、常に下りの回線を監視して宛先が自局を示すパケットを受信した場合（図８(5))には、そのパケットに所定の処理を施し、かつこのような処理が完了したあるいは起動されたことを示すＡＣＫ信号を上りの回線に送出する（図８(6))。
【０００７】
ノード８１-pは、このＡＣＫ信号を主ノード８２を介して受信することによって（図８(7))送信が完了したことを確認する。
しかし、ノード８１-pがＡＣＫ信号を受信しなかった場合には（図９(4))、他のノードによって非同期に送出された複数のパケットが上り回線において衝突した可能性がある。この場合には、当初においてノード８１-pは、伝送路を確保するために、予め設定された値域（ＣＷmin 、ＣＷmax により示される。）の値をとる変数であるコンテンションウィンドウＣＷと、値域が「０」から「１」である一様乱数Ｒとスロット時間Ｔs とに基づいて後述するように設定されたバックオフ時間Ｔ（図８(8))だけパケットを再び送信することを見合わせる（以下、「バックオフ手続」という。）（図８(9)、図９(5))。
【０００８】
ここに、上述したバックオフ時間Ｔは、ＡＣＫ信号を受信できなかった複数のノードが個別に、Ｔ＝Ｒ＊（ＣＷ−１）＊Ｔs の式で示される演算を行うことによって設定されるので、パケットが再度衝突する確率は抑圧される。
さらに、ノード８１-pは、ＡＣＫ信号を受信するまで（図８(7))再送の回数Ｎr が最大値に満たない限りにおいて、コンテンションウィンドウＣＷの値をＣＷmin を初期値としてＣＷmax を超過しない範囲で順次二倍の値に更新しつつ（以下では、コンテンションウィンドウ拡大手続という。）（図９(6))バックオフ手続およびパケットの送信（図８(10))を繰り返す。また、ノード８１-pは、再送回数Ｎrが最大値となった場合には、パケットを廃棄する（図９(7))。
【０００９】
なお、ノード８１-pは、各送信の際に併せてバックオフ中にもキャリアセンスを行い、上りの回線に搬送波が検知された場合には適宜バックオフ手続（図９(8))を行って送信を見合わせるが、この搬送波が検知されない場合には、バックオフ時間を短い値に更新する（図９(9))ことにより早期に送信を行う。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来例では、稼働しているノードの台数が変化する一方で、バックオフ時間を決定するコンテンションウィンドウＣＷの値域（ＣＷmin 、ＣＷmax ）は固定されているので、その台数が著しく増加した場合には、再送の際にパケットの衝突が生起する確率が高くなり、送信元のノードがＡＣＫ信号を受信するまでに行う送信の平均回数が増加する。また反対にノードの台数が著しく減少した場合には、少数のノードが上りの回線を長い時間にわたって占有する可能性が高くなる。
【００１１】
本発明は、ハードウエアの構成を変更することなく、ノードの台数の変化にかかわらず伝送路の伝送効率を高く維持することができる通信システムと、ノードとそのノードにおける送信方法を提供することを目的とする。
なお、上述した従来例に類似する通信方式としてＣＳＭＡ／ＣＤ方式があり、これについては、例えば特開昭５９−２０４３４５号公報や、特開昭５９−２０４３４７号公報に記載された方法により上述した衝突が生起する確率を低減することができる。しかし、無線ＬＡＮでは、このような方法は、無線伝送路の伝送特性が人の移動や設置されたコンパートメントなどの減衰量の変化に応じて激しく変動し、その無線伝送路を介して到来する受信波に含まれる伝送情報のみに基づいて対向するノードの稼働の状況を確実に把握することが困難であるために、実際には適用されなかった。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の通信システムは、宛先ノードへ伝送情報を送信する場合、無線伝送路のキャリアセンスを行い、キャリアが検出されたときは、ゼロからコンテンションウインドウＣＷの範囲で発生させた乱数値をもとに決められるバックオフ時間経過後に前記伝送情報を送信すると共に、前記バックオフ時間経過後の送信が失敗した場合、前記コンテンションウインドウＣＷを大きくし、ゼロから新たなコンテンションウインドウＣＷの範囲で発生させた乱数値をもとに決められる新たなバックオフ時間経過後に前記伝送情報を送信する複数のノードを有している。各ノードは、前記コンテンションウインドウＣＷの初期値として設定される下限値ＣＷmin を、各ノードが送信を行う頻度に応じて設定することを可能としている。また、送信を行う頻度が高いノードの方が、送信を行う頻度が低いノードより、前記コンテンションウインドウＣＷの下限値ＣＷmin を小さい値に設定することを可能としてもよい。
【００１３】
また、本発明のノードは、宛先ノードへ伝送情報を送信する場合、無線伝送路のキャリアセンスを行い、キャリアが検出されたときは、ゼロからコンテンションウインドウＣＷの範囲で発生させた乱数値をもとに決められるバックオフ時間経過後に前記伝送情報を送信すると共に、前記バックオフ時間経過後の送信が失敗した場合、前記コンテンションウインドウＣＷを大きくし、ゼロから新たなコンテンションウインドウＣＷの範囲で発生させた乱数値をもとに決められる新たなバックオフ時間経過後に前記伝送情報を送信する。また、コンテンションウインドウＣＷの初期値として設定される下限値ＣＷmin は、送信を行う頻度に応じて設定することを可能にしている。更に、前記コンテンションウインドウＣＷの下限値ＣＷmin は、送信を行う頻度が高いほど小さい値に設定することを可能としてもよい。
【００１４】
更に、本発明のノードの送信方法は、コンテンションウインドウＣＷの初期値として下限値ＣＷmin を送信の頻度に応じて設定し、ゼロからコンテンションウインドウＣＷの範囲で発生させた乱数値をもとに決められるバックオフ時間経過後に前記伝送情報を送信し、前記バックオフ時間経過後の送信が失敗した場合、前記コンテンションウインドウＣＷを大きくし、ゼロから新たなコンテンションウインドウＣＷの範囲で発生させた乱数値をもとに決められる新たなバックオフ時間経過後に前記伝送情報を送信する。また、前記コンテンションウインドウＣＷの下限値ＣＷmin は、送信を行う頻度が高いほどを小さい値に設定することを可能としてもよい。
【００１５】
また更に、本発明の通信システムは、宛先ノードへ伝送情報を、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式又はＣＳＭＡ／ＣＤ方式に基づく伝送路へ送信する場合、キャリアが検出されたとき又は衝突を検出したときには、ゼロからコンテンションウインドウＣＷの範囲で発生させた乱数値をもとに決められるバックオフ時間経過後に前記伝送情報を送信すると共に、前記バックオフ時間経過後の送信が失敗した場合、前記コンテンションウインドウＣＷを大きくし、ゼロから新たなコンテンションウインドウＣＷの範囲で発生させた乱数値をもとに決められる新たなバックオフ時間経過後に前記伝送情報を送信する複数のノードを有している。各ノードは、前記コンテンションウインドウＣＷの初期値として設定される下限値ＣＷmin を、各ノードが送信を行う頻度に応じて設定することを可能としてよい。また、送信を行う頻度が高いノードの方が、送信を行う頻度が低いノードより、前記コンテンションウインドウＣＷの下限値ＣＷmin を小さい値に設定することを可能としてもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、通信システムの上位概念ブロック図である。
通信システムは、コンテンション方式に基づいて第一の通信路１１にアクセスする複数のノード１２-1〜１２-Nと、単一のノード１３と、複数のノード１２-1〜１２-Nと単一のノード１３との間に敷設された第二の通信路１４とを備え、単一のノード１３は、複数のノード１２-1〜１２-Nのうち第一の通信路１１に送信しうる状態にある送信ノードの数を第二の通信路１４を介して取得する取得手段１５と、取得手段１５によって取得された数を示す情報と、その数に送信ノードの数が等しいときに第一の通信路１１に衝突が生起する確率を示す情報との何れか一方をその第二の通信路１４に送信する通知手段１６とを有し、複数のノード１２-1〜１２-Nは、単一のノード１３によって送信された情報を第二の通信路１４を介して受信し、その情報によって示される数または確率が大きいほど値域が広くかつその値域における分布が一様である乱数を生成すると共に、その乱数に比例した時間に、コンテンション方式に基づく再送に先行して待機すべき時間であるバックオフ時間を設定する可変手段１７を有する。
【００１７】
先の通信システムは、単一のノード１３は、コンテンション方式に基づいて第一の通信路１１にアクセスする手段と、取得手段１５によって得られた送信ノードの数が大きいほど値域が広くかつその値域における分布が一様である乱数を生成すると共に、その乱数に比例した時間に、コンテンション方式に基づく再送に先行して待機すべき時間であるバックオフ時間を設定する可変手段２１を有してよい。
【００１８】
図２は、通信システムの別の上位概念ブロック図である。
通信システムは、コンテンション方式に基づいて第一の通信路３１にアクセスする複数のノード３２-1〜３２-Nと、複数のノード３２-1〜３２-Nの間に敷設された第二の通信路３３とを備え、複数のノード３２-1〜３２-Nは、複数のノード３２-1〜３２-Nのうち、第一の通信路３１に送信しうる状態にある送信ノードの数を第二の通信路３３を介して取得する取得手段３４と、取得手段３４によって得られた送信ノードの数が大きいほど値域が広くかつその値域における分布が一様である乱数を生成すると共に、その乱数に比例した時間に、コンテンション方式に基づく再送に先行して待機すべき時間であるバックオフ時間を設定する可変手段３５とを有する。
【００１９】
先の通信システムにおいて、第二の通信路は、第一の通信路と兼用されてよい。
また、先の通信システムにおいて、送信ノードのうち、第一の通信路に送信を行う頻度が他のノードに比べて高い送信ノードが有する可変手段は、これらの他のノードが有する可変手段が乱数の生成に適用する値域に比べて上限値と下限値との双方または何れか一方が小さい値域を適用してよい。
【００２０】
また更に、先の通信システムにおいて、可変手段は、コンテンション方式に基づく再送の回数を計数し、かつその回数が大きいほど乱数の値域を広く設定する手段を有し、送信ノードのうち、第一の通信路に送信を行う頻度が他のノードに比べて高い送信ノードが有する可変手段は、回数に応じて乱数の値域を広げる比率をこれらの他のノードが有する可変手段に比べて小さく設定してよい。
【００２１】
図１で述べた通信システムでは、複数のノード１２-1〜１２-Nのうち送信しうる状態にある全ての送信ノードがコンテンション方式に基づいて非同期に第一の通信路１１にアクセスするので衝突が生起する場合がある。しかし、単一のノード１３において、取得手段１５は送信しうる状態にある送信ノードの数を取得する。通知手段１６は、その数と、その数に送信可能なノードの数が等しいときに第一の通信路１１に衝突が生起する確率を示す情報との何れか一方を第二の通信路１４に送信する。さらに送信ノードでは、可変手段１７は、上述した情報を受信し、この情報に示される数または確率が大きいほど広い値域に一様に分布する乱数を生成すると共に、その乱数に比例したバックオフ時間を設定する。
【００２２】
このような乱数がとりうる値は送信ノードの数に応じて多くなるので、コンテンション方式に基づいて複数の送信ノードが伝送情報の再送を行うタイミングは時間軸に沿って広く分散して再び上述したような衝突が生起する確率は小さくなる。したがって、第一の通信路１１の伝送効率は、向上する。
また、先の通信システムでは、第一の通信路１１に単一のノード１３がアクセスする点で請求項１に記載の発明にかかわる通信システムと異なるが、その単一のノード１３のバックオフ時間は可変手段２１によって複数のノード１２-1〜１２-Nと同様に設定される。したがって、第一の通信路１１の伝送効率は大幅に低下することなく保持される。
【００２３】
図２で述べた通信システムでは、複数のノード３２-1〜３２-Nが、第二の通信路３３を介して送信ノードの数を把握する取得手段３４と、その数に基づいてバックオフ時間を設定する可変手段３５との双方を有する点で請求項１に記載の発明にかかわる通信システムと異なるが、これらの取得手段３４と可変手段３５とが連係してバックオフ時間を設定する手順については同じである。したがって、図１で述べた通信システムと同様に第一の通信路３１の伝送効率は向上する。
【００２４】
先に記載の通信システムにおいて、第二の通信路が第一の通信路と兼用される。したがって、この通信システムにより第一の通信路について伝送効率の向上が達成される場合には、構成の簡略化がはかられる。
また、先に記載の通信システムにおいて、送信ノードのうち、第一の通信路に送信を行う頻度が他のノードに比べて高い送信ノードが有する可変手段は、他の送信ノードに比べて乱数の生成に際して上限値と下限値との双方または一方が小さい値域を適用するので、その乱数がとりうる値は他のノードにおいてとりうる乱数の値より概して小さい。したがって、上述したように第一の通信路に送信を行う頻度が他のノードに比べて高い送信ノードでは、未送信の伝送情報が過度に滞積する輻輳状態の発生確率が抑圧される。
【００２５】
更に、先に記載の通信システムにおいて、可変手段は、コンテンション方式に基づく再送の回数を計数し、かつその回数が大きいほど乱数の値域を広く設定する。また、送信を行う頻度が他のノードに比べて高い送信ノードは、他のノードに比べて小さい比率で乱数の値域を広くする。
すなわち、再送の回数が増える毎に、送信の頻度が高いノードが送信を行うタイミングは他のノードに対して優先されるので、未送信の伝送情報が滞積されることは抑圧される。
【００２６】
以下、図面に基づいて詳細に説明する。
図３は、第一ないし第三の実施形態の構成を示す図である。
以下、図３を参照して第一の実施形態の構成を説明する。
本実施形態と図７に示す従来例との相違点は、ノード８１-1〜８１-nに代えてノード４１-1〜４１-nが備えられ、かつ主ノード８２に代えて主ノード４２が備えられた点にある。
【００２７】
なお、本実施形態と図１に示すブロック図との対応関係については、無線伝送路は第一の通信路１１および第二の通信路１４に対応し、ノード４１-1〜４１-nはノード１２-1〜１２-N、可変手段１７に対応し、主ノード４２は、単一のノード１３、取得手段１５、通知手段１６、可変手段２１に対応する。
図４は、本実施形態の動作を説明する図である。
【００２８】
図５は、本実施形態の動作フローチャートである。
以下、図４〜図７、図９を参照して本実施形態の動作を説明する。
本実施形態と図７に示す従来例との動作の相違点は、ノード４１-1〜４１-nと主ノード４２とが連係して行う通信制御の手順にあるので、以下では、その他の動作についての説明は省略する。
【００２９】
ノード４１-1〜４１-nは、稼働している場合は、予め設定された一定の周期でその旨を示す稼働状況と送信元とを示す状況通知パケットを送信することによって主ノード４２に稼働状況を通知する（図４(1))。
ここに、主ノード４２の図示されない主記憶には、図６(1)、図６(2) に示すとおり、ノード４１-1〜４１-nの個々の稼働状況が登録される稼働状況管理テーブルと、後述する総数Ｎがとりうる値に個別に対応したコンテンションウィンドウＣＷの値域（ＣＷmin 、ＣＷmax ）が予め登録された値域可変テーブルとが備えられる。また、この値域の上限値ＣＷmax および下限値ＣＷmin は、稼働しているノードの数がこの総数Ｎに等しいときに採用されると無線伝送路の伝送効率が最も高くなる値域（例えば、ＣＷmin ＝８＊Ｎ、ＣＷmax ＝６４＊Ｎ）を示している。
【００３０】
主ノード４２は、予め決められた周期で稼働状況管理テーブルの全ての領域について値を「０」に初期設定し（図５(1))、かつインターバルの値がｔmax であるタイマーを起動する（図５(2))。主ノード４２は、このタイマーが計時を行っている期間に状況通知パケットを受信すると、そのパケットを解析して稼働状況管理テーブルのうち、そのパケットの送信元であるノードに対応する領域に「１」を設定する（図５(3))。
【００３１】
また、主ノード４２は、このようにして行われる計時の下で時間ｔが最大値ｔmax を超過する度に、稼働しているノードの数として稼働状況管理テーブルのうち値が「１」であるものの総数Ｎを求める（図５(4))。
主ノード４２は、値域可変テーブルを参照して上述した総数Ｎに対応した値域を求め（図５(5))、その値域を示すウィンドウ情報を全てのノード宛に下りの回線に送出する（図４(2)、図５(6))。
【００３２】
また、ノード４１-1〜４１-nのうち稼働しているノードはこのウィンドウ情報を受信し、ＡＣＫ信号を受信できなかった場合には、ＣＷmin およびＣＷmax に、ウィンドウ情報が示す値域を設定した後、図９に示す従来例と同様にしてバックオフ手続および送信を行う。
したがって、本実施形態では、稼働しているノードの総数が一定の周期で把握され、ノード４１-1〜４１-nにはその総数に最適のコンテンションウィンドウＣＷが設定されるので、無線伝送路の伝送効率は高く維持される。
【００３３】
以下、図３を参照して第二の実施形態の構成を説明する。
本実施形態と第一の実施形態との構成の相違点は、主ノード４２が備えられず、かつノード４１-1〜４１-nに代えてノード５１-1〜５１-nが備えられた点にある。
なお、本実施形態と図２に示すブロック図との対応関係については、無線伝送路は第一の通信路３１および第二の通信路３３に対応し、ノード５１-1〜５１-nはノード３２-1〜３２-N、取得手段３４、可変手段３５に対応する。
【００３４】
以下、図６を参照して本実施形態の動作を説明する。
本実施形態と第一の実施形態との動作の相違点は、通信の形態とコンテンションウィンドウＣＷの値域を得る手順とにある。以下では、これらの相違点について説明し、その他の動作については説明を省略する。
ノード５１-1〜５１-nは、主ノードを介することなくエンドツーエンドで通信を行う。
【００３５】
ノード５１-1〜５１-nの主記憶には、第一の実施形態における主ノードと同様に、稼働状況管理テーブル（図６(1))と値域可変テーブル（図６(2))とが備えられる。
また、ノード５１-1〜５１-nは、稼働している場合は、予め設定された一定の周期で、その旨を示す稼働状況と送信元とを示す状況通知パケットを他の全てのノード宛に無線伝送路の上りの回線に送出すると共に、常にこの上りの回線を監視して状況通知パケットを受信する。ノード５１-1〜５１-nは、それぞれこの状況通知パケットに基づいて稼働状況管理テーブルを更新することにより稼働しているノードの数を得て、その数と値域可変テーブルとに基づいてＣＷmin およびＣＷmax を設定し、ＡＣＫ信号を受信しなかった場合に行うバックオフ手続の際にこれらの値を用いる。
【００３６】
したがって、本実施形態では、稼働しているノードの総数が一定の周期で把握され、各ノードにはその総数に最適のコンテンションウィンドウＣＷが設定されるので、無線伝送路の伝送効率は高く維持される。
以下、図３、６を参照して第三の実施形態について説明する。
本実施形態と第一の実施形態との構成の相違点は、図３において無線伝送路に単信方式が適用された点にある。
【００３７】
このような構成では、主ノード４２によって送信されたパケットにも衝突が生じうるので、衝突が生起した場合には主ノード４２も他のノードと同様にバックオフ手続を行う。しかし、主ノード４２の主記憶に設定される値域可変テーブル（図６(2))には、他のノード４１-1〜４１-nと比べてコンテンションウィンドウＣＷの値域を示す上限値ＣＷmax および下限値ＣＷmin が共に小さく設定されるので、主ノード４２に設定されるバックオフ時間は他のノード４１-1〜４１-nに比べて概して短い。
【００３８】
したがって、これらのノード４１-1〜４１-n間の中継を行うために滞積されたパケットは優先的に送信されて、無線伝送路の伝送効率は向上する。
以下、図９を参照して請求項６に記載の発明に対応した第四の実施形態について説明する。
本実施形態では、主ノード４２は、第三の実施形態と同様にして他のノード４１-1〜４１-nと同じバックオフ手続を行うが、再送する際に、他のノードに比べて小さい比率でコンテンションウィンドウの拡大手続（図９(6))を行うので、衝突が生起したパケットを二回以上再送するときに主ノード５２に設定されるバックオフ時間は他のノード４１-1〜４１-nに比べて概して短い。
【００３９】
したがって、これらのノード４１-1〜４１-n間の中継を行うために滞積されたパケットは優先的に送信されて、無線伝送路の伝送効率は向上する。
なお、第一の実施形態では、ノード４１-1〜４１-nが主ノード４２に対して自主的に稼働状況を通知しているが、主ノード４２がポーリングによって稼働状況を問う構成でもよい。
【００４０】
また、第一の実施形態では、主ノード４２によるコンテンションウィンドウの値域を示す情報の伝達のタイミングは、一定の周期とされているが、送信しうるノードの数が先行して計数された値と異なる場合に行われれば如何なるタイミングでもよい。
さらに、第一の実施形態では、台数を把握してコンテンションウィンドウの値をノード４１-1〜４１-nに配信する機構を主ノード４２が有しているが、別途備えられた装置が行ってもよい。
【００４１】
なお、上述した各実施形態では、コンテンションウィンドウＣＷの値域の上限値と下限値とが共に可変されているが、どちらか一方が可変される構成も適用可能である。
また、第三および第四の実施形態では、再送について優先権が与えられるノードは主ノード４２とされているが、送信の頻度が相対的に高いことが既知であれば中継を行わないノードとされてもよい。
【００４２】
さらに、第一、第三、第四の実施形態では、主ノード４２とその他のノード４１-1〜４１-nが接続されていれば複数の伝送路が用いられても良い。
また、第二の実施形態では、ノード５１-1〜５１-nがそれぞれ他のノードと接続されていれば複数の伝送路が用いられても良い。
さらに、上述した各実施形態では、ノードが得る情報はコンテンションウィンドウの値域を示す情報であるが、適当なバックオフ時間を決定する情報であれば如何なる情報でもよい。ただし、このような場合は、その情報に応じたコンテンションウィンドウの値域を得る機構がノードに備えられる。
【００４３】
また、上述した各実施形態では、ノードが一定の周期で稼働状況を通知しているが、始動時以外は、稼働状況が変化した場合にのみその変化の内容を通知し、かつ主ノードまたはその他のノードがその変化の内容に基づいて稼働しているノードの数を求める構成も適用が可能である。
さらに、上述した各実施形態では、ノードが主記憶に設定されたテーブルを更新あるいは参照することによってコンテンションウィンドウの値の設定を行っているが、演算によって同様の設定が行われる構成も適用が可能である。
【００４４】
また、上述した各実施形態では稼働しているノードの数を得る機構が備えられているが、全てあるいは一部のノードにマンマシンインタフェースが備えられて、稼働しているノードの数を示す情報が入力されることによってその数を得る構成も可能である。また、稼働しているノードの数を示す情報が書き込まれたＲＯＭなどの記憶装置が装荷されると、その数を示す情報を読み込むことによって稼働しているノードの数を得る構成も適用可能である。
【００４５】
さらに、上述した各実施形態では、コンテンションウィンドウの可変の基準が稼働しているノードの数とされているが、伝送路において衝突が生起する確率を示す情報なら如何なる情報であってもよい。
また、上述した各実施形態では、稼働しているノードの数を数えるために用いられる伝送路が専ら行われる通信に用いられる伝送路と共用されているが、このような伝送路は別途備えられてもよい。
【００４６】
さらに、上述した各実施形態では、伝送路にＣＳＭＡ／ＣＡ方式に基づく無線伝送路が適用されているが、例えば、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式のようなコンテンション方式に基づいているものであれば、如何なる伝送路が適用されてもよい。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、ノードの台数の変化にかかわらず、伝送路の伝送効率が高く維持される。さらに、送信あるいは中継の対象となるパケットが滞積する確率が小さく抑えられる。
【００４８】
したがって、これらの発明が適用された通信システムでは、安価に伝送路の有効な利用がはかられ、かつ通信品質が高められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 通信システムの上位概念ブロック図である。
【図２】 別の通信システムの上位概念ブロック図である。
【図３】 第一ないし第三の実施形態の構成を示す図である。
【図４】 第一の実施形態を示す図である。
【図５】 第一の実施形態の動作フローを示す図である。
【図６】 第一ないし第三の実施形態を示す図である。
【図７】 従来の無線ＬＡＮの構成を示す図である。
【図８】 従来の通信制御を説明する図である。
【図９】 従来の通信制御の動作フローチャートである。
【符号の説明】
１１，３１ 第一の通信路
１２，３２，４１，５１，８１ ノード
１３ 単一のノード
１４，３３ 第二の通信路
１５，３４ 取得手段
１６ 通知手段
２１，３５ 可変手段
４２，８２ 主ノード
Claims (8)
- 宛先ノードへ伝送情報を送信する場合、無線伝送路のキャリアセンスを行い、キャリアが検出されたときは、ゼロからコンテンションウインドウＣＷの範囲で発生させた乱数値をもとに決められるバックオフ時間経過後に前記伝送情報を送信すると共に、前記バックオフ時間経過後の送信が失敗した場合、前記コンテンションウインドウＣＷを大きくし、ゼロから新たなコンテンションウインドウＣＷの範囲で発生させた乱数値をもとに決められる新たなバックオフ時間経過後に前記伝送情報を送信する複数のノードからなる通信システムにおいて、
前記コンテンションウインドウＣＷの初期値として設定される下限値ＣＷmin を、各ノードが送信を行う頻度に応じて設定することを可能とした
ことを特徴とする通信システム。 - 送信を行う頻度が高いノードの方が、送信を行う頻度が低いノードより、前記コンテンションウインドウＣＷの下限値ＣＷmin を小さい値に設定することを可能とした
ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。 - 宛先ノードへ伝送情報を送信する場合、無線伝送路のキャリアセンスを行い、キャリアが検出されたときは、ゼロからコンテンションウインドウＣＷの範囲で発生させた乱数値をもとに決められるバックオフ時間経過後に前記伝送情報を送信すると共に、前記バックオフ時間経過後の送信が失敗した場合、前記コンテンションウインドウＣＷを大きくし、ゼロから新たなコンテンションウインドウＣＷの範囲で発生させた乱数値をもとに決められる新たなバックオフ時間経過後に前記伝送情報を送信するノードにおいて、
前記コンテンションウインドウＣＷの範囲の初期値として設定される下限値ＣＷmin を、送信を行う頻度に応じて設定することを可能にした
ことを特徴とするノード。 - 前記コンテンションウインドウＣＷの下限値ＣＷmin は、送信を行う頻度が高いほどを小さい値に設定することを可能とした
ことを特徴とする請求項３に記載のノード。 - 宛先ノードへ伝送情報を送信する場合、無線伝送路のキャリアセンス
を行い、キャリアが検出されたときは、ゼロからコンテンションウインドウＣＷの範囲で発生させた乱数値をもとに決められるバックオフ時間経過後に前記伝送情報を送信するノードにおいて、
前記コンテンションウインドウＣＷの初期値として下限値ＣＷmin を送信の頻度に応じて設定し、
ゼロから前記コンテンションウインドウＣＷの範囲で発生させた乱数値をもとに決められるバックオフ時間経過後に前記伝送情報を送信し、
前記バックオフ時間経過後の送信が失敗した場合、前記コンテンションウインドウＣＷを大きくし、ゼロから新たなコンテンションウインドウＣＷの範囲で発生させた乱数値をもとに決められる新たなバックオフ時間経過後に前記伝送情報を送信する
ことを特徴とするノードにおける送信方法。 - 前記コンテンションウインドウＣＷの下限値ＣＷmin は、送信を行う頻度が高いほど小さい値に設定することを可能とした
ことを特徴とする請求項５に記載のノードにおける送信方法。 - 宛先ノードへ伝送情報を、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式又はＣＳＭＡ／ＣＤ方式に基づく伝送路へ送信する場合、キャリアが検出されたとき又は衝突を検出したときには、ゼロからコンテンションウインドウＣＷの範囲で発生させた乱数値をもとに決められるバックオフ時間経過後に前記伝送情報を送信すると共に、前記バックオフ時間経過後の送信が失敗した場合、前記コンテンションウインドウＣＷを大きくし、ゼロから新たなコンテンションウインドウＣＷの範囲で発生させた乱数値をもとに決められる新たなバックオフ時間経過後に前記伝送情報を送信する複数のノードからなる通信システムにおいて、
前記コンテンションウインドウＣＷの初期値として設定される下限値ＣＷmin を、各ノードが送信を行う頻度に応じて設定することを可能としたことを特徴とする通信システム。 - 送信を行う頻度が高いノードの方が、送信を行う頻度が低いノードより、前記コンテンションウインドウＣＷの下限値ＣＷmin を小さい値に設定することを可能としたことを特徴とする請求項７に記載の通信システム。
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