JP4107989B2

JP4107989B2 - データ通信における衝突回避方式

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Publication number: JP4107989B2
Application number: JP2003080381A
Authority: JP
Inventors: 尚彦釜江; 導彦美濃; 祐次南谷
Original assignee: 株式会社プレミネット
Priority date: 2002-03-25
Filing date: 2003-03-24
Publication date: 2008-06-25
Anticipated expiration: 2023-03-24
Also published as: JP2004007490A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、屋内電力線や無線を用いたシェアードメディア形のデータ通信ネットワークにおいて、２つの別々のノードから送信されるデータがネットワーク内で衝突することを回避するための衝突回避方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シェアードメディア形のネットワークとしてはイーサネットに代表されるＣＳＭＡ／ＣＤ方式が広く用いられている（例えば、特許文献１参照。）。ＣＳＭＡ／ＣＤ方式は、データ伝送に先立ってネットワーク内にデータ信号が存在するかどうかを調べ、存在しないときには直ちにデータ伝送を開始する。その後、送り出したデータについて、他のノードが、ほぼ同じタイミングで送り出したデータと衝突してつぶれていないかどうかを監視し、データの衝突を検出するとデータ伝送を中止し、一定時間後に再試行する方式である。
【０００３】
ＣＳＭＡ／ＣＤ方式においては、同軸ケーブルのようにデータの衝突が容易なシェアードメディアで広く使われる。しかし、屋内電力線や無線のように雑音が多いメディアでは、雑音に強いスペクトル拡散や直交周波数分割変調など、複雑な変調方式が利用される。このような変調方式は、２つのデータが衝突しているかどうかを調べるのが容易ではない。そのデータ送信に先立ってデータ送信する権利を確保する信号を流す衝突回避方式を使うことが多い。この衝突回避のやり方には色々な方式がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−２７６１９９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の衝突回避方式では、ネットワークにつながる全てのノード間に通信路を確保できるメッシュ形のネットワークを前提としている。しかも、データ伝送は１回限りで終了する一括形のデータ伝送を前提にしている。
【０００６】
しかしながら、屋内電力線や微弱電波の無線ネットワークではメッシュ形は期待できず、直接通信できない（または互いに聞こえない）ノードのペアが存在することが少なくない。しかも、マルチメディア信号の利用においては一括形のデータだけでなく、ストリーム形のデータが増加し、これらはデータ伝送が間欠的ではあるものの、長い間継続し、しかも開始時点で終了の時点が決められていないことが特徴的である。
【０００７】
本発明はそのような実情を考慮してなされたもので、スペクトル拡散通信方式や直交周波数分割変調方式を利用するデータ通信で、特に屋内電力線や無線を用いたシェアードメディア形のデータ通信ネットワークにおいて、データ伝送に先立ってネットワークにつながる別々のノードから送信されたデータがネットワーク内で衝突し互いに妨害して、データ伝送が機能しなくなることを防止することができ、しかも、ストリーム形のデータ伝送にも容易に対応することが可能な衝突回避方式の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、屋内電力線や無線を用いたデータ通信ネットワークにおいてデータ通信の基本単位である基本パケットの伝送時間を各ノードのタイミングでｎ分割（ｎ＝１，２，・・・）し、その分割単位をスロットとして伝送時間の単位とするためのスロットクロックを発生するスロットクロック発生手段と、前記基本パケットの伝送後の一定スロット数を沈黙時間としてデータ伝送を停止する伝送停止手段と、伝送されてきた基本パケットがｎスロットよりも長いかどうかを検出する検出手段と、その検出手段において基本パケットがｎスロットよりも長いことが検出されたときに、前記沈黙時間よりも短いスロット数の間隙の後に、衝突検出の旨を告げる基本パケットをブロードキャストする送信手段とを備えていることによって特徴づけられる。
【０００９】
本発明では、衝突したかどうかの検出が難しいスペクトル拡散方式や直交周波数変調方式を前提としているので、データ通信の単位として基本のパケットを導入する。しかも、この基本パケットの長さを測定し、パケット終了後、次のパケットの伝送開始を制御するため、基本パケットをｎ分割（ｎ＝１，２，・・・）としたスロットを基本的な時間単位として導入する。
【００１０】
また、衝突の検出は、伝送されてきた基本パケットの長さがスロット長のちょうどｎ倍になっているかどうかを検出し、基本パケットがｎスロットよりも長いときには衝突したと判断する。そして、衝突が検出されたときには、基本パケット伝送後の沈黙時間よりも短いスロット数の間隙の後に、衝突検出の旨を告げる基本パケットをブロードキャストすることにより、データの衝突をノードに知らせる。
【００１１】
このように、本発明の衝突回避方式によれば、データ通信ネットワークにおいてデータの衝突が生じたときには、それが判明するので、データ衝突の可能性を減少させることができる。
【００１２】
本発明の衝突回避方式において、基本パケットを用いて、データ長、繰り返し回数、繰り返し周期および送信相手ノードを指定して以後のデータの送信権を確保し、その送信権確保の基本パケットによって送信相手として指定されたノードが、基本パケットを前記送信手段の間隙よりも長く、かつ前記伝送停止手段の沈黙時間よりもより短い間隙で再びブロードキャストするようにしてもよい。このようにすれば、データ通信ネットワークにおいてデータが衝突する可能性をさらに減少させることができる。また、この場合、確保したデータの送信権に基づくストリームデータなどのデータ送信が終了したのちに、そのデータの送信権を解放するようにしてもよい。
【００１３】
なお、本発明のデータ分配方式を構成する各機能部（手段）は、例えばデータ通信ネットワークに接続される各ノードに設けられる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の実施形態の概要を各項目ごとに説明する。
【００１５】
［基本パケットの伝送］
本実施形態においては、データ通信方式の基本データ伝送単位を８バイト（６４ビット）のパケットとし、これを基本パケットという。データ伝送速度を２Ｍｂｐｓとするので基本パケットは３２μ秒の長さということになる。
【００１６】
各ノードでは基本パケットの半分の長さ、すなわち４バイトの伝送に相当する時間をスロットと呼び、これをデータ伝送の基本時間単位とする。したがって基本パケットは２スロットを用いて伝送する。このスロットへの分割はそれぞれのノードが独立に行い、ノード間の位相調節を行わない。
【００１７】
基本パケットの送信は衝突回避の手段を講じることなく行う。まず、シェアードメディアに他の信号が存在しないことを確認し、自らのスロットの先頭から伝送を開始する。このスロットの先頭がノード間で微妙にずれているので、これが衝突を防ぐのに役立つ。その理由を図１を用いて説明する。
【００１８】
図１において、ノードＡが基本パケット１１を送り出すと、１２で示す伝播遅延で信号が送信され、ノードＢにはスロットの先頭１３の時点よりも少し前にノードＡの送信した信号が届くので、ノードＢは１３から始まるスロットでデータを送り出すことはない。つまり衝突回避に役立っている。
【００１９】
しかし、１２で示す伝播遅延にてノードＡからの信号がノードＣに届くのは、ノードＣのスロットの先頭１４よりも少し後になるので、ノードＣは基本パケット１５を送り出してしまう。したがって、ノードＡのパケットとノードＣのパケットは衝突する。ところが、ノードＡのパケットの終端はノードＣのパケットの終端１６よりも少し遅れた時点１７で届き、パケット送出中のノードはスロット上の信号の監視中に、ノードＣは自ら送信したパケットが終わっても、次のスロットに信号があることに気付く。これにより衝突が発生したことがわかる。
【００２０】
本実施形態においては、図２に示すように、基本パケットを送り出したり、検出したりすれば、その基本パケットの終端の後の５スロットはデータ送出をしない沈黙時間とすることをルールにする。さらに、基本パケットの終端が、自らのスロットの切目以外の時点にあるときには、そのスロットに続く５スロットを沈黙時間とする。これにより、自らが送り出した基本パケットが衝突したかどうかを見極めることができる。
【００２１】
衝突を検出すると、ノードＣは、図２に示す１スロットの間隙でＮＡＫ（受信不能）コマンドを出す。確率的には小さいが、ノードＡからの基本パケットとノードＣの基本パケットとがノードＣにおいて完璧に２スロット内で重なることがある。そのときはノードＣは衝突を検出することができない。しかし、ネットワーク内のいずれかのノードでノードＡからの基本パケットとノードＣからの基本パケットの位相がずれて、２スロット分をはみ出して受信されるので衝突が検出できる。そのときには、衝突を検出したノードは１スロット間隙でＮＡＫコマンドをブロードキャストする。これを聞いたノードＡやノードＣは前記した基本パケットを再送する。
【００２２】
［パケット終了後の間隙］
次に、１つの通常の基本パケットを受信したあとの間隙について図２を参照しながら説明する。
【００２３】
まず、スロットはノード間において位相調整をしないので、受信した基本パケット２１は自らのスロットの先端と終端とは一致しない。したがって、受信した基本パケット２１の終端が位置するスロットは無視して、その次のスロットから間隙をとる。すなわち、符号２２のスロットのみを間隙とする場合を１スロット間隙、符号２３の２スロットを間隙とする場合を２スロット間隙、符号２４の３スロットを間隙とする場合を３スロット間隙と呼ぶことにする。通常のパケットは少なくとも５スロット間隙をとり、次のスロットで送信をする。
【００２４】
そして、図２に示すように通常のパケット２５は５スロット間隙、すなわち５スロット以上の沈黙時間をとって送信される。こうすることにより、基本コマンド送信に対して衝突を検出したノードは１スロット間隙でＮＡＫコマンドをブロードキャストする。衝突は多くのノードで検出される可能性が高いので、ＮＡＫコマンドも衝突する可能性が高い。しかし、１スロット間隙で送信できるのはＮＡＫコマンドだけであるので、ここにコマンドがあること自体が衝突の起こったことを意味することになる。
【００２５】
［衝突回避方式］
次に、衝突回避方式の一例を説明する。
【００２６】
まず、データを伴うデータ送信は、基本パケットの直後にデータフィールドをとったフレーム構成とする。この衝突回避には「送信権確保（ＣＲＳ）」コマンドを用いる。衝突回避に用いる基本パケットの構成を図３に示す。
【００２７】
図３において、宛先の８ビットがオール１の場合それはブロードキャストを意味し、アドレスのオールゼロは使用しない。コマンド欄には、基本パケットのみによる通常のデータ伝送以外に、送信権を制御する４種のコマンドが入る。その４種のコマンドを表１に示す。
【００２８】
【表１】

【００２９】
「送信権確保」コマンドはそれに続くデータパケット伝送において衝突を回避する制御を行うために用いる。データパケットは、基本パケットが８バイト固定長であるのに対し、その基本パケットよりも長く、しかも長さも一定しない。図３の補助アドレスには、このパケットのブロードキャスト伝送で、特に指定したいアドレスを記載する。ＣＲＳコマンドの場合補助アドレスで送信権確保の宛先を示す。
【００３０】
図４に示すように、データ送信は１回だけのもの、指定する周期で何回か続くもの、周期的に発生し終了時点がわからないもの３種に区別する。
【００３１】
データ送信が１回だけのものは、データ０の最初の６ビットでデータ長を指定するが、０から２５５までの数字をｈにすると１６ｈバイトをデータ長とする。したがって、最小のデータ長は１６バイトすなわち４スロットになる。繰り返し回数には６ビットを当て、前の３ビット（ｎ）と、後の３ビット（ｍ）に分け、ｎ＋８・２^mで回数を指定する。
【００３２】
この６ビットはデータ０の末尾の２ビットとデータ１前の４ビットとする。データ１の末尾の４ビットでは周期を指定するが、４ビットの２進数をｋとすると２^k・４スロットを周期とする。ただし、オール０は特に周期ゼロとする。最終が予想できないストリームデータの場合はデータ長と周期のみを指定し、回数は０とする。
【００３３】
このコマンドを受信すると、各ノードはアドレスとその送信権の内容を記憶する。表１の「送信権終了」は「送信権確保」で確保した送信権を終了するためのもので、回数指定のデータ送信では送信権確保ができなかった場合を除いて、これは出されないものとする。
【００３４】
データ０、データ１は対応する「送信権確保」と同じものにする。このコマンドは「送信権確保」が「送信権確保不能」コマンドのため行使できないとき、「送信権確保」をキャンセルするためにも用いる。この「送信権終了」コマンドを聞いた各ノードは記憶して送信権内容を消去する。「送信権確保不能」は「送信権確保」コマンドに対する否定に使用する。「送信権確保」コマンドを出すときは他のノードの送信権の内容を侵害しないかどうかをチェックしてから出す。
【００３５】
「送信権確保（ＣＲＳ）」、「送信権終了（ＥＲＳ）」「送信権確保不能（ＵＧＲ）」コマンドなどは、たとえブロードキャストしても聞こえないノードがあり得る。ＣＲＳコマンドは送信先及び宛先の間の送信権確保が目的であるから、この両ノードと直接通信可能ノードにはこれを徹底させなければならない。
【００３６】
逆に、ＥＲＳとＵＧＲの両コマンドはＣＲＳコマンドを聞いたすべてのノードに聞こえなければならない。ＣＲＳコマンドの徹底のためにはブロードキャスト伝播という手法を用いる。
【００３７】
［送信権の制御］
図３に示した基本パケットの制御バイトの内容を図５に示す。ただし、その１ビット目は「再送」表示とし、第２ビットを「ブロードキャスト伝播依頼」表示とする。
【００３８】
ここに１が立ったブロードキャストは、図３の補助アドレスが指定するノードにブロードキャストを継続することを依頼するものとする。ＣＲＳコマンドの場合は補助アドレスに送信権確保したい送信宛先とするので、宛先が再びＣＲＳコマンドをブロードキャストする。このときは「ブロードキャスト伝播依頼」ビットは０としておく。
【００３９】
こうすると、送信元と宛先の両方のノードがＣＲＳコマンドをブロードキャストすることになるので、両ノードが直接通信できるノードに送信権確保が徹底される。ＥＲＳコマンドもＣＲＳと全く同様に行う。ＵＧＲコマンドはＣＲＳコマンドに対する一種のレスポンスとなる。これらも「ブロードキャスト伝播依頼」に１を立てて、補助アドレスにＣＲＳコマンドの送信元アドレスにしたブロードキャストとする。これを受けた送信元アドレスは、そのＵＧＲコマンドをＥＲＳコマンドに変えてそれをブロードキャストする。さらに、それらＥＲＳコマンドとＵＧＲコマンドは３スロット間隙で出すものとし、通常のコマンドより優先する。
【００４０】
ＵＧＲコマンドは、通常の基本パケットの送信後に３スロット間隙で出し、衝突検出を伝えるＮＡＫコマンドにも、同様に１スロットの沈黙だけで出す権利を与える。このようにすることにより、これらの衝突の可能性が減少するだけでなく、その衝突があってもそこにコマンドが出たことの意味が明白となる。１スロット間隙のＮＡＫのときには、その対象となった基本パケットの送信ノードは同じパケットを図５の再送ビットに１を立てて送信する。
【００４１】
一方、ＣＲＳ、ＥＲＳ、ＵＧＲコマンドのブロードキャスト伝播依頼を受けた次のブロードキャストも２スロット間隙で出すことによって送信権制御を容易とし、衝突の可能性を減少させる。
【００４２】
次に、本発明のより具体的な実施形態を説明する。
【００４３】
図６は本発明の実施形態の構成を示すブロック図である。この実施形態においては、前提として８バイトの基本パケットを用いることにし、その半分の長さすなわち４バイト長をスロットとする。なお、図６に示す各構成（機能部）は、ネットワークに接続される各ノードに設けられる。
【００４４】
この実施形態では、まず、基本クロック発生部１０１で発生したクロックを１／２５６スロットクロック発生部１０２に送って、スロット長の１／２５６スロットクロックを作成し、次いで、それをスロットクロック発生部１０３に送ってスロットのタイミングのクロックを発生する。これは図１において１つの区切りに相当している。
【００４５】
一方、ネットワークからの受信回路１０４を通じて受信される。その受信した信号は受信回路１０４で基本パケットとデータパケットに分けられ、後者はデータパケット受信部１０５に渡されて上位層の処理に委ねられる。上位層の処理は本発明の本質ではないので、その詳細な説明はここでは省略する。
【００４６】
受信回路１０４で分けられた基本パケットは基本パケット受信部１０６に渡され、受信信号検出部１０７において信号が存在する長さのパルスに変換される。その変換後のパルスはＡＮＤ回路（論理積）１０８に送られる。ＡＮＤ回路１０８は受信信号検出部１０７からのパルス（クロック）について、１／２５６スロットクロック発生部１０２からの１／２５６スロットクロックとの論理積をとることによって、１／２５６スロットクロックが受信信号の存在する期間に相当する分だけ通過する。
【００４７】
こうして通過してきたクロックを基本パケット長カウント部１０９において、５１２クロックをカウントすることにより、受信した信号が２スロット分より長いかどうかを判断する。ここではスロットの１／２５６の長さを判断するためのクロックとしたが、これを１／５１２、１／１０２４とすることによってさらに精度が向上する。さらに、受信した衝突のない基本パケットの長さがちょうど５１２クロックをカウントする長さになっているかどうかは、基本パケットを送信した装置と受信した装置の基本クロックの精度に関係する。
【００４８】
基本クロックが１／１００００以上の精度があれば、５１２のカウントで基本クロック長を抽出でき、カウントがこれより大きいときには「カウントオーバ」信号を出して衝突検出部１１０を起動し、衝突検出コマンド発生部１１１において衝突検出コマンドを発生する。
【００４９】
次に、基本パケット長カウント部１０９において、受信信号検出部１０７で検出した受信信号の終端を見つけ、「パケット終端」をコマンド送付タイミング発生部１１３に渡す。コマンド送付タイミング発生部１１３は、パケット終端から自アドレスの大きさに相当するスロット数を、スロットクロック発生部１０３から来るパルスをカウントすることによって、送付するスロットを見つけて、自らが基本パケットを送信するタイミングを制御する。
【００５０】
基本パケット発生部１１２は、衝突検出コマンド発生部１１１から衝突検出コマンドを貰い、それを基本パケットに組み上げ、コマンド送付タイミング発生部１１３から来るタイミングで、それを基本パケット送信部１１４に渡す。
【００５１】
基本パケット送信部１１４は、コマンド送付タイミング発生部１１３からコマンド送付タイミングの供給を受け、それによって自らのスロットの先頭から基本パケットを送信するために送信回路１１５に渡す。基本パケット発生部１１２は上位層から渡されるコマンドに対しても基本パケットを発生する。
【００５２】
送信権スロット検出部１１７は、スロットクロック発生部１０３からスロットクロックの供給を受けたスロットカウント部１１６がカウントする数を参照しながら、スロットに送信権があるかどうかを検出する。
【００５３】
送信権スロット検出部１１７において送信権が検出され、そのことが知らされたコマンド送付タイミング発生部１１３は送付タイミングを作り、それを基本パケット発生部１１２に教え、さらにデータフレーム送信のためにデータパケット送信部１１８にもそれを教える。
【００５４】
送信回路１１５では、基本パケット送信部１１４から送られてくる基本パケットと、データパケット送信部１１８から送られてくるデータパケットをネットワークに送信する。
【００５５】
ここで、衝突検出コマンド発生部１１１で衝突検出コマンドを発生しても、それを送信する以前に他の装置から衝突検出コマンドが出ると、その送信をストップしなければならない。この場合、受信コマンド作成部１１９が、衝突せずに受信したコマンドを上位層に渡し、上位層が判断する。
【００５６】
受信コマンド作成部１１９は、基本パケット長カウント部１０９から「カウントＯＫ」を貰うことにより衝突が無かったことを知り、基本パケット受信部１０６から送られてきた基本パケットの余分な部分を削除し、上位層に渡す受信コマンドを整える。
【００５７】
一方、上位層は他の装置の衝突検出コマンドを認知すると、基本パケット発生部１１２に衝突検出コマンドの送信は不要になったことを通知する。これに応じて基本パケット発生部１１２はその送信をストップする。また、基本パケット発生部１１２は、自らが送信権確保コマンドを出したときには、受信回路１０４に一定時間受信がないことを送信権確認部１２０で確認すると、送信権を確保したことを意味するので上位層に通知する。
【００５８】
次に、上位層の構成を図７を参照しながら説明する。なお、図７には本発明に関係した部分のみの構成を示している。
【００５９】
まず、受信コマンド作成部１１９から、受信したコマンドを渡されたコマンド分析部２０１はコマンドを分析し、その内容が送信権確保コマンドのブロードキャストである場合は、送信権分析部２０２において送信権を分析し、次いで判断部２０３において送信権テーブルに書き込まれた既存の送信権と重複がないかどうかを判断し、その判断結果がＮＯである場合、その旨をテーブル書込部２０４において送信権テーブル２１３に新たに書き込むとともに、そのコマンドの「ブロードキャスト伝播依頼」に１が立っているかどうかを判断部２１４で判断し、判断結果がＹＥＳなら同じコマンドを「ブロード伝播依頼」を０にし、基本パケット送信部１１４にブロードキャストを依頼する。判断部２０３での判断結果がＮＯである場合は処理を終了する。
【００６０】
一方、判断部２０３での判断結果がＹＥＳである場合は、送信権確保不能コマンド発生部２０５において送信権確保不能コマンドを発生し、基本パケット発生部１１２に渡す。コマンド分析部２０１でのコマンド分析結果が送信権終了コマンドである場合、コマンド削除部２０６において送信権テーブル２１３から該当する欄を削除する。
【００６１】
コマンド分析部２０１でのコマンド分析結果が、自らを宛先にした送信権確保のコマンドである場合、送信権確保延期部２０７において自らの送信権確保を延期する処置をとるとともに、送信権終了コマンド発生部２０９に「ブロードキャスト伝播依頼」が１の送信権終了コマンド発生を依頼する。
【００６２】
このときの補助アドレスは送信権確保コマンドを出したときの補助アドレスと同じである。ここで、図６の送信権確認部１２０から、自らの送信権確保が確認されたことが上位層に知らされてくると、送信権書込部２０８において自らの送信権を送信権テーブル２１３に書き込む。これに対し、判断部２１２での判断結果により、自らの送信権が不要になったときには、テーブル修正部２１０で送信権テーブルから該当欄を削除するとともに、それが長さと当時のみで確保された終了時点が予測できない送信権である場合、送信権終了コマンド発生部２０９において「ブロードキャスト伝播依頼」を１とした送信権終了コマンドを発生し、基本パケット発生部１１２にそれを渡す。
【００６３】
一方、送信権確保が必要になったときには、送信権確保コマンド発生部２１１において送信権確保コマンドを発生し、基本パケット発生部１１２に渡す。送信権には送信権終了コマンドを出さない一回限りまたは複数回限りのものがある。それらは、判断部２１２において送信権が終了したかどうかを長さと回数で判断し、終了した場合にはテーブル修正部２１０において送信権テーブル２１３を修正する。
【００６４】
以上の実施形態では、データ伝送のビットレートを２Ｍｂｐｓ、基本パケット長を８ビット、スロット長を基本パケット長の半分の１６μ秒として説明したが、本発明はこれに限られることなく、ビットレートは、３Ｍｂｐｓまたは１Ｍｂｐｓであってもよいし、さらには、もっと高い８Ｍｂｐｓであっても構わない。
【００６５】
基本パケットの長さはあまり長くないほうがいいが、８バイトではなく、１０バイトあるいは１２バイトであっても構わない。なお、基本パケットの衝突検出は容易であるので、基本パケットの送信には送信権確保を行わない。
【００６６】
本発明において衝突検出のためのスロットは、基本パケットの整数分の１にとり、その長さをネットワークのノード間の最大の伝播遅延の約２０倍以上にとる。たとえば最大長が５０ｍであれば、１００ｍの伝播遅延の約０．３Ｍ秒であるからスロット長は少なくとも６Ｍ秒よりも長くする。しかも、３通りのスロット間隙を使い分けることにより、衝突の検出を容易とし、衝突を検出したときの通知を確実にすることができる。衝突検出のＮＡＫコマンドのみを１スロット間隙で出すようにしたことにより、たとえこのコマンドが衝突してもＮＡＫコマンドが出たことがわかる。
【００６７】
次に、本発明において大切な点は、送信権確保に関連するＣＲＳ、ＥＲＳ、ＵＧＲコマンドであり、これらは３スロット間隙で出すことにした。ＮＡＫコマンドが出ないことを確認した後に出ることになり、速やかな送信権確保が可能になる。したがって、ノード間の伝送では若干の不安定さが残るシェアードメディア形であり、しかも最大長が限定されたネットワークにおいて、音声／音響などのストリーム形のデータ伝送のための送信権が衝突を回避して確保することが可能になる。
【００６８】
なお、本実施形態の説明では、数Ｍｂｐｓでストリームデータの周期も数ｍ秒の範囲で行ったが、数１０Ｍｂｐｓで圧縮されたテレビ信号から成るストリームデータの伝送を行うネットワークでも本発明は適用可能である。
【００６９】
そのときは周期をもっと長くとれるようにするために基本パケットを１０バイト長とし、データ長、回数、周期にそれぞれ８ビットを与え、スロットも基本パケットと同じ長さ、またはその整数倍にとるだけで本発明が適用できることは明らかである。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、データ通信ネットワークにおいてデータ通信の基本単位である基本パケットの伝送時間を各ノードのタイミングでｎ分割し、その分割単位をスロットとして伝送時間の単位とし、また基本パケットの伝送後の一定スロット数を沈黙時間としてデータ伝送を停止する。そして、伝送されてきた基本パケットがｎスロットよりも長いかどうかを検出し、基本パケットがｎスロットよりも長いときには、沈黙時間よりも短いスロット数の間隙の後に、衝突検出の旨を告げる基本パケットをブロードキャストするようにしているので、データ通信ネットワークにおいてデータが衝突する可能性を減少させることができる。
【００７１】
これにより、スペクトル拡散通信方式や直交周波数分割変調方式を利用するデータ通信、特に、屋内電力や無線を用いたシェアードメディア形のデータ通信ネットワークにおいて、データ伝送に先立ってネットワークにつながる別々のノードから送信されたデータがネットワーク内で衝突し互いに妨害することを防ぐことができ、データ伝送が機能しなくなることを防止することができる。しかも、ストリーム形のデータ伝送にも容易に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に適用するスロットと基本パケットの伝送方式を示す図である。
【図２】基本パケットを受信したあとの間隙の説明図である。
【図３】基本パケットの構成を示す図である。
【図４】データ送信の種類を示す図である。
【図５】基本パケットの制御バイトの内容を示す図である。
【図６】本発明の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施形態に用いる送信権制御の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
Ａ，Ｂ，Ｃノード
１０１基本クロック発生部
１０２１／２５６スロットクロック発生部
１０３スロットクロック発生部
１０４受信回路
１０５データパケット受信部
１０６基本パケット受信部
１０７受信信号検出部
１０８ＡＮＤ回路（論理積）
１０９基本パケット長カウント部
１１０衝突検出部
１１１衝突検出コマンド発生部
１１２基本パケット発生部
１１３コマンド送付タイミング発生部
１１４基本パケット送信部
１１５送信回路
１１６スロットカウント部
１１７送信権スロット検出部
１１８データパケット送信部
１１９受信コマンド作成部
１２０送信権確認部

Claims

屋内電力線や無線を用いたデータ通信ネットワークにおいてデータ通信の基本単位である基本パケットの伝送時間を各ノードのタイミングでｎ分割（ｎ＝１，２，・・・）し、その分割単位をスロットとして伝送時間の単位とするためのスロットクロックを発生するスロットクロック発生手段と、
前記基本パケットの伝送後の一定スロット数を沈黙時間としてデータ伝送を停止する伝送停止手段と、
伝送されてきた基本パケットがｎスロットよりも長いかどうかを検出する検出手段と、
その検出手段において基本パケットがｎスロットよりも長いことが検出されたときに、前記沈黙時間よりも短いスロット数の間隙の後に、衝突検出の旨を告げる基本パケットをブロードキャストする送信手段と、
を備えていることを特徴とするデータ通信における衝突回避方式。
請求項１記載のデータ通信における衝突回避方式において、基本パケットを用いて、データ長、繰り返し回数、繰り返し周期および送信相手ノードを指定して以後のデータの送信権を確保する送信権確保手段と、その送信権確保の基本パケットによって送信相手として指定されたときに、その基本パケットを前記送信手段の間隙よりも長く、かつ前記伝送停止手段の沈黙時間よりもより短い間隙で再びブロードキャストする再送手段を備えていることを特徴とするデータ通信における衝突回避方式。
請求項２記載のデータ通信における衝突回避方式において、確保したデータの送信権に基づくストリームデータなどのデータ送信が終了したのちに、そのデータの送信権を解放する送信権開放手段を備えていることを特徴とするデータ通信における衝突回避方式。