JP4021862B2 - モバイルアドホックネットワークにおける移動端末機の媒体アクセス制御プロトコル階層モジュール及び媒体アクセス制御プロトコル階層モジュールのフレームを送受信する方法 - Google Patents

モバイルアドホックネットワークにおける移動端末機の媒体アクセス制御プロトコル階層モジュール及び媒体アクセス制御プロトコル階層モジュールのフレームを送受信する方法 Download PDF

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Description

本発明は、複数の移動端末(以下、“ステーション”と称する。)にネットワークを構成するモバイルアドホックネットワーク(Mobile Ad hoc NETwork；以下、ＭＡＮＥＴと略称する。)に関し、特に、ＭＡＮＥＴでステーションの媒体アクセス制御(Medium Access Control；以下、ＭＡＣと略称する。)プロトコル階層モジュール及びＭＡＣプロトコル階層モジュールのフレームを送受信する方法に関する。
ＭＡＮＥＴは、固定ルータ、ホスト、及び無線基地局を有していないインフラストラクトレスネットワーク(infrastructless network)である。ＭＡＮＥＴでは、移動ノード間の連結は、ピアツーピア(peer-to-peer)レベルのマルチホッピング(multi-hopping)技術を利用してなされる。ＭＡＮＥＴのトポロジーは(topology)は、動的に変化することができ、ネットワークは、自ら組織化可能であり(self-forming)、自己回復(self-healing)機能を有することができる。ＭＡＮＥＴは、固定された基地局のみが移動サービスを支援する形態のネットワークではないので、ノードの自分がアドホック(Ad-hoc)形態でネットワークルーティングインフラ構造を形成することができ、ＭＡＮＥＴを構成する各ノードは、自在に移動するに従う制約事項がない。従って、ＭＡＮＥＴは、ノードの速い移動に従う構造変化に適応可能なプロトコルを使用する。
ルート(route)を形成して保持するために、このようなＭＡＮＥＴプロトコルは、パスディスカバリープロセス(path discovery process)、ルートテーブルマネジメントプロセス(route table management process)、及びパスメンテナンスプロセス(path maintenance process)等を使用する。ＭＡＮＥＴプロトコルは、この処理過程を通じてルートが確立した後に実際的なデータを伝送する。このようにルートを形成するために使用される複数のプロセスは、ルートリクエストメッセージ(route request message)、ルートレスポンスメッセージ(route response message)、及びルートメンテナンスメッセージ(route maintenance message)などのコントロールパケットを使用する。このようなコントロールパケットは、ルートを形成するのに必須のパケットである。このようなコントロールパケットが優先的に伝送され受信されて、ルーティング経路を確立しようとするノード間に協議が行われて最大に速くルートが形成されなければ、所望の実際的なデータパケットを伝送できない。
ＩＥＥＥ(Institute of Electrical and Electronics Engineers) ８０２．１１ＭＡＣプロトコル内の基本的なアクセスは、ＤＣＦ(distributed coordination function)による。前記ＤＣＦは、ＣＳＭＡ／ＣＡ(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)を基本にしたもので、媒体を先占するにおいてすべてのステーションに公平に行われる。ＤＣＦ(Distributed Coordination Function)を使用するＭＡＣプロトコルは、ＤＩＦＳと呼ばれるフレーム間のスペース(inter frame space)を待ち、ランダムバックオフアルゴリズム(Random Backoff algorithm)を使用して、１つの媒体を、使用する複数のステーションに最も公平に割り当てようとする。
また、前記ＭＡＣプロトコルに選択的に提供されることができるＰＣＦ(Point Coordination Function)は、中心に位置したＰＣ(point coordinator)がフォーリング動作を遂行することにより、ＰＣの範囲内に位置したステーションに優先順位を与えて時間基盤情報(time-bounded information)を処理しようと提案している。しかし、前記ＰＣＦ方式は、インフラ構造(Infrastructure)方式にのみ使用されるものとして、アドホックネットワーク(ad hoc network)では使用できないアクセス方式である。
ＭＡＮＥＴのプロトコル上で伝送されるパケットを、コントロールパケットとデータパケットとに区別するが、８０２．１１ＭＡＣプロトコルは、それを同一のデータフレームとして処理する。すなわち、８０２．１１ＭＡＣでは、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式にて運用されるので、８０２．１１ＭＡＣで内部処理のために使用されるコントロールフレーム以外のデータフレームは、同等な水準であり、すべてのステーションのデータに対して公平にアクセスできる。
図１は、既存のＭＡＣ階層での基本アクセス方式を説明する。図１を参照すると、アクセス競争(contention)の下で、ステーションは、媒体を先占するために相互に競争する。媒体が使用中の状態ｔ０〜ｔ１で他のステーションが伝送を試みると、伝送しようとするステーションは、媒体が使用中であることを認識するようになり、その後に現在進行している伝送が終了するときまで待つ。ステーションは、それまでの伝送を終了した後には、フレーム間のスペース(inter frame space)、例えば、ＳＩＦＳ(Short Inter Frame Space)またはＤＩＦＳ(Distributed Inter Frame Space)を待つ。そうすると、媒体を先占できない場合に生成されるＣＷ(Contention Window)１３の値に従ってバックオフ時間ｔ３〜ｔ５(Backoff Window ；ｔ３〜ｔ５)が設定される。すなわち、バックオフ時間(Backoff Window)は、ステーションで自体的に生成される擬似ランダム数(pseudo random number)にスロットタイムｔ３〜ｔ５を乗じて設定される。バックオフ時間が設定された後に、ステーションは、時間が経過するにつれてバックオフスロットがだんだん除去されてバックオフ時間が短くなるバックオフ手順を遂行しつつ、ＭＡＣプロトコルへのデータ伝送を待つ。
図２は、既存の８０１．１１ＭＡＣでステーションが媒体を先占する方式を示す。すなわち、図２は、既存の方式にて複数のステーションＡ、Ｂ、Ｃ、及びＤがアクセス競争の下でランダムバックオフ時間を有し、バックオフ処理を通じてステーションが媒体を先占する方式を示す。図２を参照すると、ステーション間の優先順位なく、各ステーションは、媒体を先占した後にＭＡＣプロトコルデータフレームを伝送する。最初に、ステーションは、擬似ランダム(pseudo random)に発生されるＣＷ(Contention Window)の値に従って待ち時間を設定し、ＣＷ(Contention Window)を待った後に、媒体先占を開始する。そうすると、バックオフ時間が設定された後に媒体が休止しているスロットの数と同じ数のバックオフスロットが除去される。そこで、長く待ったステーションであるほど待ち時間が短くなって伝送できる可能性が高くなる。この方式は、アクセス競争の下でステーション間の媒体の使用において最大の公平を提供するためである。バックオフ時間は、ステーションが伝送するＭＡＣプロトコルデータフレームを有している状況でステーションの区別なく、擬似ランダム数(pseudo random number)を生成して設定される。平均的に計算すれば、各ステーションは、同一のＣＷ(Contention Window)を有する。
各ステーションが媒体を先占してフレームを伝送する手順を説明すると、次のようである。
媒体を最初に先占したステーションＡのフレーム伝送が終了された後に、ステーションＡのフレームが伝送される間除去して残っているバックオフ時間(Backoff Window)が経過した後に、ステーションＣのフレームが伝送される。ステーションＣがフレームを伝送する間にステーションＤでは、媒体アクセスのときに生成されたバックオフスロット１５がだんだん除去され、ステーションＣのフレーム伝送が終了すると、ステーションＤは、フレーム間のスペース(ＤＩＦＳ)と残っているバックオフスロット１６の時間が経過した後に、媒体を先占してフレーム１７を伝送する。ステーションＢは、バックオフ時間が一番長く設定された場合である。ステーションＢは、ステーションＣ及びステーションＤが媒体を順次に先占してフレームを伝送する間に、バックオフスロットをだんだん除去して待っているうち、ステーションＤのフレームの伝送が完了されると、媒体を先占してフレームを伝送するようになる。ここで、各ステーションのフレームの伝送順序は、媒体にアクセスした時点と各伝送フレームがコントロールフレームであるかまたはデータフレームであるかに無関係であることがわかる。
このような８０２．１１ＭＡＣの特性によって、ＭＡＮＥＴプロトコルを８０２．１１ＭＡＣに適用すると、ルートを形成するためのコントロールパケット及び一般のデータパケットを公平に伝送すべきであるという８０２．１１ＭＡＣの方針の下に、２通りのパケットに対して区別なく媒体アクセスするようになる結果をもたらす。これは、ルートを形成するためのコントロールパケットを伝送する前に、データパケットをまず伝送する場合が起こる。このような状況では、目的地に対する正確な構築なくデータを伝送する場合が起きるので、データ伝送の際にデータ損失が発生し、全体的なデータの伝送に対する処理率(throughput)が低下する。
上記背景に鑑みて、本発明の目的は、ＭＡＣプロトコルでデータフレームを伝送する前に、コントロールフレームをまず伝送して最大限に速くルーティング経路を形成するようにして、データ損失の減少したＭＡＣプロトコル階層モジュールを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、ＭＡＮＥＴプロトコルから伝送されるコントロールパケット及びデータパケットを区分して各パケットに優先順位を与えてコントロールフレーム及びデータフレームを伝送するＭＡＣプロトコルを提供することにある。
このような目的を達成するために、本発明による複数のステーションからなるＭＡＮＥＴから伝送されたフレームを受信するステーションでＭＡＮＥＴプロトコル階層モジュールから伝送されたデータフレーム及びコントロールフレームを処理するＭＡＣプロトコル階層モジュールのフレームを送受信する方法において、前記ＭＡＮＥＴプロトコル階層モジュールから伝送されたフレームを分析してコントロールフレーム及びデータフレームに区分する第１過程と、前記コントロールフレームが前記データフレームに対して優先的に媒体を先占するように前記コントロールフレームに前記データフレームに比べて高い優先順位を与える第２過程と、前記優先順位が高い順序でコントロールフレーム及びデータフレームを伝送する第３過程とを備えることを特徴とする。
また、このような目的を達成するために、本発明による複数のステーションからなるＭＡＮＥＴから伝送されたフレームを受信するステーションでＭＡＮＥＴプロトコル階層モジュールから伝送されたデータフレーム及びコントロールフレームを処理するＭＡＣプロトコル階層モジュールにおいて、前記ＭＡＮＥＴプロトコル階層モジュールから入力されるフレームがコントロールフレームであるかまたはデータフレームであるかを区別してフレームを生成するフレーム生成部と、前記フレーム生成部で生成される前記コントロールフレームに前記データフレームに比べて高い優先順位を与える優先順位設定部と、前記優先順位設定部に設定された優先順位に従ってコントロールフレーム及びデータフレームを送受信するフレーム送受信処理部とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、ＭＡＮＥＴプロトコル階層モジュールは、パケットをコントロールパケット及びデータパケットに区分してＭＡＣプロトコル階層モジュールに伝送し、ＭＡＣプロトコル階層モジュールは、伝送されたパケットを区別して、ＭＡＮＥＴコントロールフレーム及びＭＡＮＥＴデータフレームを生成するとき、ＭＡＮＥＴデータフレームに比べてＭＡＮＥＴコントロールフレームに相対的に優先順位を高く設定することにより、ＭＡＮＥＴコントロールフレーム及びＭＡＮＥＴデータフレームの送受信を行うときにＭＡＮＥＴコントロールフレームが媒体を優先的に先占するようにできる。
以下、本発明の好適な実施形態について添付図を参照しつつ詳細に説明する。下記説明において、本発明の要旨のみを明瞭するために公知の機能又は構成に対する詳細な説明は省略する。なお、図面中、同一な構成要素及び部分には、可能な限り同一な符号及び番号を共通使用するものとする。
図３は、本発明によるＭＡＮＥＴプロトコル階層モジュール及びＭＡＣプロトコル階層モジュールの概略構成図である。図３に示すように、ＭＡＮＥＴプロトコル階層モジュール２０は、コントロールパケットとデータパケットとを区別して生成して処理するコントロールパケット生成／処理部２１、データパケット生成／処理部２３、及びコントロールパケットを通じてルート(route)を形成して保持するルート設定部２２を備える。ＭＡＮＥＴプロトコル階層モジュール２０は、ネットワーク階層１０と連結されてデータを送受信し、ＭＡＣプロトコル階層モジュール３０は、物理(ＰＨＹ)階層(PHYsical layer)４０と連結されてデータを送受信する。
ＭＡＣプロトコル階層モジュール３０は、ＭＡＮＥＴプロトコル階層モジュールからＭＡＣプロトコル階層モジュールに区別されて入力されるパケットを処理して、ＭＡＮＥＴコントロールフレーム及びＭＡＮＥＴデータフレームを生成するフレーム区別／生成／処理部３２によってＭＡＣフレームを処理するＭＡＣフレーム生成／処理部３１と、ＭＡＮＥＴコントロールフレーム及びＭＡＮＥＴデータフレームを生成するときに、ＭＡＮＥＴコントロールフレームは優先順位(priority)を高め、ＭＡＮＥＴデータフレームは優先順位を低める機能を行うフレーム優先順位処理部３３と、フレームの送受信に対する制御を行い、本発明によって提供された各フレームの優先順位に従ってフレームの送受信を処理する伝送／受信スケジュール管理部３５を有するフレーム伝送／受信部３４とを備える。伝送／受信スケジュール管理部３５は、各ＭＡＣフレームに従って与えられた優先順位に従ってＭＡＣフレームを送受信するスケジュールを管理する。
図４は、８０２．１１ＭＡＣでのフレームコントロールフィールドの構造図である。すなわち、図４は、８０２．１１ＭＡＣフレームフォーマットでフレームコントロールフィールド５０を概略的に示す。本発明において、このフレームコントロールフィールド５０の領域に特定の値を指定して、ＭＡＮＥＴコントロールフレーム及びＭＡＮＥＴデータフレームを区別する。また、既存の８０２．１１ＭＡＣとの互換性を保持するために、本発明によるフレームコントロールフィールド５０での値は、フレームコントロールフィールド５０で使用される値を変更するかまたは影響を与えない範囲内で変更される。従って、本発明では、サブタイプ領域５２の変更を提案する。ＭＡＮＥＴコントロールフレーム及びＭＡＮＥＴデータフレームは、８０２．１１ＭＡＣプロトコルの立場では、すべてデータフレームである。そこで、２個のフレームのタイプは、すべてデータタイプになる。フレームコントロールフィールド５０のタイプ(Type)領域５１で設定された値は、フレームがＭＡＮＥＴプロトコル階層のフレームであることを意味する。従って、本発明の実施形態において、サブタイプ(SubType)領域５２の設定値のうちで、既存のＭＡＣフレームに影響を与えず変更するために８０２．１１スペックで予備的に明示されている未使用値を利用する。ＭＡＮＥＴコントロールフレーム及びＭＡＮＥＴデータフレームに対して設定されたサブタイプの値は図５に示されている。
図５は、ＭＡＮＥＴフレームによるタイプ値及びサブタイプ値のテーブルである。図５に示すように、ＭＡＮＥＴに関連したフレームを示す意味で、タイプ値は二進数‘１０’で設定される。サブタイプ値として利用される値の範囲は、二進数で‘１０００２〜１１１１２’である。すなわち、十進数でサブタイプ値の範囲は８〜１５であり、この範囲内の値を有するフレームは、ＭＡＮＥＴに関連したフレームであることを示す。ここで、ＭＡＮＥＴコントロールフレームは、‘１０００２〜１０１１２’であり、ＭＡＮＥＴデータフレームは、‘１１００２〜１１１１２’である。このように与えられた値は、媒体を先占するための優先順位の値になる。
図６は、各ＭＡＮＥＴフレームによる優先順位を示す図である。高い値を有するほど優先順位は低く、低い値を有するほど優先順位が高くなる。図５に示したようなＭＡＣプロトコル階層モジュール２０で各フレームの優先順位を生成する過程は、次のようである。
ＭＡＮＥＴプロトコル階層モジュール２０からデータパケットを受信すると、８０２．１１ＭＡＣプロトコル階層３０はフレームを生成するが、本発明では、このフレームを‘ＭＡＮＥＴデータフレーム’であると称する。ＭＡＮＥＴフレームフォマットのフレームコントロールフィールド５０で、タイプ(Type)領域の値は二進数‘１０’(ｂ３、ｂ２)であり、サブタイプ(SubType)領域の値は、２進数‘１１００〜１１１１’(ｂ７ｂ６ｂ５ｂ４)のうちの１つになることができる。サブタイプ領域の一番目の値は、‘１１１１’として設定され、サブタイプ領域の現在の値は、各待ち時間ごとに、Ｎ＝Ｎ−１(Ｎ？８)によって得られた二進数に変更される。従って、ステーションが一回待つと、サブタイプ領域の値は、二進数‘１１１０’になり、ステーションが二回待つと、サブタイプ領域の値は、二進数‘１１０１’になる。このような方式を使用すると、相対的に優先順位が低いサブタイプ領域の値は、反復される待ちによって高い優先順位にだんだんと変更される。これにより、相対的に低い優先順位を有するフレームが継続して媒体を先占することなく無限に待つ状況を防止できる。また、ＭＡＮＥＴプロトコル階層モジュール２０からコントロールパケットを受信すると、８０２．１１ＭＡＣプロトコル階層モジュール３０は、本発明で‘ＭＡＮＥＴコントロールフレーム’と呼ばれるフレームを生成する。ＭＡＣフレームフォマットのフレームコントロールフィールド５０で、タイプ領域の値は二進数‘１０’(ｂ３、ｂ２)になり、サブタイプ領域の値は２進数‘１０００〜１０１１’(ｂ７ｂ６ｂ５ｂ４)のうちの１つになることができる。サブタイプ領域の一番目の値は、‘１０１１’として設定され、サブタイプ領域の現在の値は、各待ち時間ごとに、Ｎ＝Ｎ−１(Ｎ？８)によって得られた二進数に変更される。従って、待ち時間の回数が増加するに従って、ＭＡＮＥＴデータフレームは、より高い優先順位を有し、これにより、ＭＡＮＥＴコントロールフレームが媒体先占のために無限に待つことを防止する。
図７は、本発明によるＭＡＮＥＴでの改善された８０２．１１ＭＡＣのアクセス方式を示す。ＤＩＦＳｔ１〜ｔ４は、データフレームの待ち時間を意味し、ＭＣＩＦＳｔ１〜ｔ３は、コントロールフレームの待ち時間を意味し、ＳＩＦＳ(Short Inter Frame Space)ｔ１〜ｔ２は、ＭＡＮＥＴコントロールプロトコルとＭＡＣコントロールプロトコルとの間の制御に関するコントロールデータを交換するための待ち時間を意味する。図７に示すように、データフレームを伝送するとき、すべてのステーションが公平に媒体を先占することはない。ＭＡＮＥＴコントロールフレームの優先順位を有するフレームは、待ち時間としてＭＣＩＦＳｔ１〜ｔ３(MANET Control IFS)を使用し、データフレームの優先順位を有するフレームは、待ち時間としてＤＩＦＳ(Distributed Inter Frame Space)ｔ１〜ｔ４を使用する。従って、ＭＣＩＦＳを待ち時間として有するステーションは、ＤＩＦＳを待ち時間として有する他のステーションより媒体を先占するにおいて、さらに高い優先順位を有する。
本発明で提案する方式を利用すると、ＭＡＣプロトコル階層は、ＭＡＮＥＴでのルートを形成して保持するのに必要なコントロールパケットをさらに速く処理できる。このようなＭＡＮＥＴコントロールパケットをデータパケットより速く処理するようになって、ＭＡＮＥＴでのルートが形成される前に、データパケットが伝送されてデータパケットの損失を最小に防止できるので、データの処理率(throughput)が向上する。
図８は、本発明による８０２．１１ＭＡＣで媒体(medium)を先占する過程を示す。図８に示すように、ＭＡＮＥＴコントロールフレーム及びＭＡＮＥＴデータフレームの種類によって、ステーションＡ、Ｂ、Ｃ、及びＤは、異なる優先順位を有し、優先順位に従ってフレーム間の異なるＩＦＳ(Inter Frame Space)を有し、これにより、異なるＩＦＳ間の間隔で媒体を先占して各フレームを伝送する。フレームを伝送する場合、相対的に優先順位が高いステーションは、優先順位を考慮して生成された相対的に小さいＩＦＳを有するので、媒体を先占できる機会が高くなり、媒体を先占できる機会間の間隔も短くなる。従って、ＭＡＮＥＴデータフレームより相対的にＭＡＮＥＴコントロールフレームが速く伝送されて処理されるので、ＭＡＮＥＴでルートが速く形成されて保持され、これにより、データパケットの損失を最小化できる。ディファ(Defer)の開始点は、各ステーションがアクセスした時点を意味する。ステーションＢは、ステーションＣに比べて媒体にアクセスした時点がさらに速い。しかし、ステーションＢは、ＭＡＮＥＴデータフレームの伝送のためのアクセスであるので、ＭＡＮＥＴコントロールフレームの伝送のためのステーションＣの場合に比べて優先順位が低い。従って、ステーションＢは、ＤＩＦＳ時間が経過した後に、ステーションＣのＭＡＮＥＴコントロールフレーム８４の伝送が終了するときまで待って、ステーションＣの伝送時間の間に除去して残っているバックオフスロット８１の時間が経過した後に、自分のＭＡＮＥＴデータフレーム８２を伝送するようになる。ステーションＤは、ステーションＢと同様に、ＭＡＮＥＴデータフレームの伝送のためにアクセスしたが、ステーションＢに比べてバックオフ時間が長く設定された場合を示している。ステーションＤは、ステーションＢのＭＡＮＥＴデータフレームの伝送が終了した後に、ＤＩＦＳ時間と以前に除去されて残っているバックオフスロット８５だけの時間が経過した後に、ＭＡＮＥＴデータフレーム８６を伝送する。
図９は、ＭＡＮＥＴパケットと区別して、ＭＡＮＥＴコントロールフレーム及びＭＡＮＥＴデータフレームの生成過程を示すフローチャートである。すなわち、ＭＡＮＥＴプロトコル階層モジュール２０からコントロールパケット及びデータフレームを受け取った時に、ＭＡＣプロトコル階層モジュール３０が、ＭＡＣフレームを、ＭＡＮＥＴコントロールフレーム及びＭＡＮＥＴデータフレームで区別して生成する過程を示すフローチャートである。ここで、ＭＡＮＥＴプロトコル階層モジュール２０内で、パケットは、ＭＡＣプロトコル階層モジュール３０に移動すると‘フレーム’と呼ばれる。図９に示すように、ステップ１００で、フレーム区分／生成／処理部３２がＭＡＮＥＴパケットを識別する。識別した結果、ＭＡＮＥＴパケットがＭＡＮＥＴコントロールパケットであれば、ステップ１０１で、フレーム優先順位設定部３３が図４に示したフレームコントロールフィールド５０のサブタイプ値をコントロールパケットの一番大きい優先順位値‘１０１１’(ｂ７ｂ６ｂ５ｂ４)’として設定すると、ステップ１０２で、フレーム区分／生成／処理部３２がＭＡＣフレームを生成する。一方、ステップ１００の判断結果、ＭＡＮＥＴパケットがデータパケットであれば、ステップ１０３で、フレーム優先順位設定部３３がフレームコントロールフィールド５０のサブタイプ値をデータパケットの一番大きい優先順位値‘１１１１’(ｂ７ｂ６ｂ５ｂ４)として設定し、ステップ１０２で、フレーム区分／生成／処理部３２がＭＡＣフレームを生成する。
図１０は、ＭＡＮＥＴコントロールフレーム及びＭＡＮＥＴデータフレームに従ったＭＡＣ過程を示すフローチャートである。ＭＡＣプロトコル階層モジュール３０のフレーム区分／生成／処理部３２がＭＡＮＥＴコントロールフレーム及びＭＡＮＥＴデータフレームを生成すると、フレーム優先順位設定部３３は、そのフレーム別に媒体を先占する優先順位を設定する。すなわち、図１０は、ＭＡＮＥＴコントロールフレームに相対的に優先順位を高く与えて、媒体を優先的に先占して先に伝送できるようにするフローチャートである。ステップ２００で、ＭＡＣプロトコル階層モジュール３０のフレーム区分／生成／処理部３２は、ＭＡＮＥＴプロトコル階層モジュール２０から伝送されたＭＡＮＥＴパケットを識別して、ＭＡＮＥＴパケットがＭＡＮＥＴコントロールフレームであれば、ステップ２０１で、伝送／受信スケジュール管理部３５がＭＡＮＥＴコントロールフレームの伝送をＭＣＩＦＳ(MANET Control IFS)時間だけ遅延させる。ステップ２０２で、ステーションのフレーム伝送が失敗すると、ステップ２０３で、フレーム優先順位設定部３３が‘８≦Ｎ≦１１’の範囲内で‘１’だけ優先順位値を低める。ステップ２０４で、伝送／受信スケジュール管理部３５が低くなった優先順位値に従って、ＭＣＩＦＳ(MANET Control IFS)時間だけフレーム伝送を遅延させる。順次に、ステップ２０５でバックオフ手順(Backoff procedure)が遂行される。
一方、ステップ２００で、フレーム区分／生成／処理部３２がＭＡＮＥＴパケットを識別した結果として、ＭＡＮＥＴパケットがＭＡＮＥＴデータフレームであれば、ステップ２０６で、伝送／受信スケジュール管理部３５がＤＩＦＳ(Distributed IFS)時間の間、ＭＡＮＥＴデータフレームの伝送を遅延した後にＭＡＮＥＴデータフレームを伝送する。ステップ２０７で、フレーム伝送が失敗すると、伝送／受信スケジュール管理部３５は、ステップ２０８で、ＭＡＮＥＴデータフレームの優先順位値が‘１２’より小さいか否かを判断する。判断した結果、優先順位値が‘１２’より小さければ、ＭＡＮＥＴコントロールフレームのＭＣＩＦＳの時間の間、伝送を遅延させるステップ２０１にフィードバックする。しかし、優先順位値が‘１２’より大きければ、フレーム優先順位設定部３３は、ステップ２０９で優先順位値を‘８≦Ｎ≦１１’の範囲内で‘１’だけ減少させる。ステップ２１０で、伝送／受信スケジュール管理部３５は、ＤＩＦＳ時間の間フレーム伝送を遅延させる。順次、ステップ２１１でバックオフ手順を遂行した後に、ステップ２０６のＤＩＦＳ時間の間遅延させるステップにフィードバックする。
以上、本発明の詳細について具体的な実施形態に基づき説明してきたが、本発明の範囲を逸脱しない限り、各種の変形が可能なのは明らかである。従って、本発明の範囲は、上記実施形態に限るものでなく、特許請求の範囲のみならず、その範囲と均等なものにより定められるべきである。
既存のＭＡＣ階層での基本アクセス方式を説明するための図である。 既存の８０１．１１ＭＡＣでステーションが媒体を先占する方式を説明するための図である。 本発明によるＭＡＮＥＴプロトコル階層モジュール及びＭＡＣプロトコル階層モジュールの概略構成図である。 ８０２．１１ＭＡＣでのフレームコントロールフィールドの構造図である。 ＭＡＮＥＴフレームによるタイプ値及びサブタイプ値を示すテーブルである。 各ＭＡＮＥＴフレームによる優先順位を示す図である。 本発明によるＭＡＮＥＴでの向上された８０２．１１ＭＡＣのアクセス方式を示す図である。 本発明による８０２．１１ＭＡＣでの媒体先占過程を示す図である。 ＭＡＮＥＴパケットを区別してＭＡＮＥＴコントロールフレーム及びＭＡＮＥＴデータフレームの生成過程を示すフローチャートである。 ＭＡＮＥＴコントロールフレーム及びＭＡＮＥＴデータフレームに従って進行するＭＡＣ過程を示すフローチャートである。
符号の説明
１０…ネットワーク階層
２０…ＭＡＮＥＴプロトコル階層モジュール
２１…コントロールパケット生成／処理部
２２…ルート設定部
２３…データパケット生成／処理部
３０…ＭＡＣプロトコル階層モジュール
３１…ＭＡＣフレーム生成／処理部
３２…フレーム区別／生成／処理部
３３…フレーム優先順位処理部
３４…フレーム伝送／受信部
３５…伝送／受信スケジュール管理部
４０…物理(ＰＨＹ)階層

Claims (3)

  1. 複数のステーションからなるモバイルアドホックネットワークから伝送されたフレームを受信するステーションで、モバイルアドホックネットワークプロトコル階層モジュールから伝送されたデータフレーム及びコントロールフレームを処理する媒体アクセス制御プロトコル階層モジュールのフレームを送受信する方法において、
    前記モバイルアドホックネットワークプロトコル階層モジュールから伝送されたフレームを分析して、コントロールフレーム及びデータフレームに区分する第１過程と、
    前記コントロールフレームが前記データフレームに対して優先的に媒体を占有するように、前記コントロールフレームに前記データフレームに比べて高い優先順位を与える第２過程と、
    前記優先順位が高い順序でコントロールフレーム及びデータフレームを伝送する第３過程と
    を備え、
    前記モバイルアドホックネットワークプロトコル階層モジュールは、モバイルアドホックネットワークデータを意味するタイプ領域及びサブタイプ領域を含むフレームコントロールフィールドを前記媒体アクセス制御プロトコル階層モジュールに伝送し、
    前記フレームコントロールフィールドタイプ領域に前記データフレーム及び前記コントロールフレームを区分するための識別値を設定し、
    前記第２過程は、前記媒体アクセス制御プロトコル階層モジュールは、前記フレームコントロールフィールドのサブタイプ領域に前記データフレーム及びコントロールフレームの優先順位を識別するための識別値を設定する過程を備えることを特徴とする媒体アクセス制御プロトコル階層モジュールのフレームを送受信する方法。
  2. 前記コントロールフレーム及び前記データフレームの媒体占有が失敗した場合、優先順位が１段階高くなるように識別値を設定する過程を備えることを特徴とする請求項１記載の媒体アクセス制御プロトコル階層モジュールのフレームを送受信する方法。
  3. 複数のステーションからなるモバイルアドホックネットワークから伝送されたフレームを受信するステーションでモバイルアドホックネットワークプロトコル階層モジュールから伝送されたデータフレーム及びコントロールフレームを処理する媒体アクセス制御プロトコル階層モジュールにおいて、
    前記モバイルアドホックネットワークプロトコル階層モジュールから入力されるフレームがコントロールフレームであるかまたはデータフレームであるかを区別してフレームを生成するフレーム生成部と、
    前記フレーム生成部で生成される前記コントロールフレームに、前記データフレームに比べて高い優先順位を与える優先順位設定部と、
    前記優先順位設定部に設定された優先順位に従ってコントロールフレーム及びデータフレームを送受信するフレーム送受信処理部と
    を備え、
    前記モバイルアドホックネットワークプロトコル階層モジュールは、モバイルアドホックネットワークデータを意味するタイプ領域及びサブタイプ領域を含むフレームコントロールフィールドを前記媒体アクセス制御プロトコル階層モジュールに伝送し、
    前記フレームコントロールフィールドタイプ領域に前記データフレーム及び前記コントロールフレームを区分するための識別値を設定し、
    前記フレームコントロールフィールドのサブタイプ領域に前記データフレーム及びコントロールフレームの優先順位を識別するための識別値を設定することを特徴とする媒体アクセス制御プロトコル階層モジュール。
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