JP4227281B2 - 予約型のアクセス制御方式を用いた通信システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信システムに関し、より特定的には、送信局と受信局とが伝送路を介してデータ通信可能に接続され、当該受信局が、当該送信局とのデータ通信に使用する帯域を、データ通信前に予約する通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、通信システムでは予約アクセス方法が採用される場合がある。以下、予約アクセス方法の一例として、「Ｓｐｌｉｄ−ｃｈａｎｎｅｌ Ｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ」（ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ． Ｃｏｍｍｕｎ．， ｖｏｌ． ＣＯＭ−２４， ｐｐ． ８３２−８４５ ，Ａｕｇ． １９７６）について、図１６を参照して説明する。図１６において、通信システムには、通信帯域を管理する主局１２１と、従局１２２および１２３とが収容される。以下、従局１２２および従局１２３が主局１２１にデータを送信する場合を例に採り上げる。
【０００３】
従局１２２および１２３は、データを送信したい場合、まず最初に、予約用のチャネルを使って、リクエストパケット１２４および１２５を主局１２１に送信する。主局１２１は、リクエストパケット１２４および１２５を受信すると、データパケットの送信タイミングをスケジュールして、従局１２２および１２３に帯域を割り当てる。次に、主局１２１は、応答パケット１２６を作成して、応答用のチャネルに送信する。
【０００４】
従局１２２および１２３は、この応答パケット１２６を受信および解析して、自身に割り当てられた帯域を知る。従局１２２および１２３は、自身に割り当てられた帯域を用いて、データを基に作成されたデータパケット１２７および１２８を主局１２１に送信する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
以上のＳＲＭＡ（Ｓｐｌｉｄ−ｃｈａｎｎｅｌ Ｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）では、データ通信の前には必ず帯域が予約される。つまり、帯域予約とデータパケットの通信とが繰り返される。
しかしながら、帯域予約では、リクエストパケット１２４および１２５と、応答パケット１２６の送受信が行われる。しかしながら、この２種類のパケットの送受信に必要な時間は、大きなオーバーヘッドとなり、かなりの帯域が消費されるという問題点があった。
【０００６】
また、従局１２２および１２３は、予約用のチャネルであれば、リクエストパケット１２４および１２５を自由に送出できる。したがって、リクエストパケット１２４および１２５は、同じタイミングで送出されると、通信衝突を起こす。
しかしながら、主局１２１は、衝突したリクエストパケット１２４および１２５を正しく受信できないので、応答パケット１２６を生成し送信できない。したがって、従局１２２および１２３は、リクエストパケットを再送信する必要があり、その結果、データの通信が遅れるという問題点があった。
【０００７】
それ故に、本発明の目的は、帯域の予約に必要となる時間を削減して、帯域を効率的に利用できる通信システムを実現することである。
また、本発明の他の目的は、データが発生してから通信されるまでに必要な時間を短くできる通信システムを実現することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
第１の発明は、送信局と受信局とが伝送路を介してデータ通信可能に接続され、当該受信局が、当該送信局とのデータ通信に使用する帯域を、データ通信前に予約する通信システムであって、
前記送信局は、送信すべきデータが発生すると、帯域の確保を要求するための予約要求パケットを前記受信局に送信し、
前記受信局は、
前記送信局からの予約要求パケットに応答して帯域を確保し、
確保された帯域を前記送信局に通知するための通信予約パケットを送信し、
前記送信局は、
発生したデータを基にデータパケットを生成し、
前記受信局からの通信予約パケットにより通知された帯域を用いて、生成したデータパケットを送信し、
前記受信局は、
前記送信局のために確保した帯域の有効期間を記憶し、
記憶された有効期間内には、前記送信局に対して通信予約パケットを自発的に繰り返し送信する。
【０００９】
従来のＳＲＭＡでは、データ通信が行われる直前に必ず、予約要求パケットに相当するリクエストパケットと、通信予約パケットに相当する応答パケットの送受信（帯域予約）が行われる。
しかしながら、第１の発明では、受信局は、予約要求パケットを一度受信すると、有効期間内に限り、通信予約パケットを自発的かつ繰り返し送信する。つまり、送信局が予約要求パケットを一度送信するだけで、有効期間内に限り、自動的に帯域が当該送信局に割り当てられ続ける。以上のように、第１の発明では、予約要求パケットの送信回数が従来よりも少なくなり、オーバーヘッドを小さくできる。これによって、帯域を効率的に利用できる通信システムを実現できる。
【００１０】
第２の発明は第１の発明に従属しており、前記送信局のために記憶された有効期間の初期値は予め定められており、
前記受信局はさらに、
所定のタイミングで、記憶された有効期間を短縮し、
前記送信局からのデータパケットを受信すると、記憶された有効期間を延長し、
予め定められた基準値と有効期間とが等しくなった時に、当該有効期間を削除し、
有効期間が記憶されている間に限り、前記送信局に通信予約パケットを自発的にかつ繰り返し送信する。
【００１１】
第２の発明では、受信局は、所定のタイミングで有効期間を短縮させつつ、データパケットを受信すると有効期間を延長する。したがって、送信局が多くのデータパケットを送れば、有効期間が長くなり、当該データパケットの送信回数が少なければ、有効期間が短くなっていく。これによって、送信局側が送信したデータ量に応じて、有効期間の長さを変えることができるので、通信システムの帯域をさらに効率的に利用できる。
【００１２】
第３の発明は、第２の発明に従属しており、前記送信局はさらに、自身を特定する識別子を予約要求パケットに設定し、
前記受信局はさらに、
前記送信局からの予約要求パケットに設定された識別子を、有効期間の初期値と共に記憶し、
有効期間が削除される時に、当該有効期間と共に記憶された識別子を削除する。
第３の発明では、受信局は、送信局の識別子と有効期間とを一組にして記憶するので、通信システム内に送信局が複数存在する場合であっても、各送信局を一意に特定できる。これによって、通信システムは多数の局を収容できる。
【００１３】
第４の発明は第１の発明に従属しており、前記受信局はさらに、前記送信局が予約要求パケットを送信することを許可するための要求受付パケットを、予め定められたタイミングで送信し、
前記送信局はさらに、前記受信局からの要求受付パケットに応答して、予約要求パケットを送信する。
第４の発明では、受信局が要求受付パケットを予め定められたタイミングで送信するので、送信局は、予約要求パケットを送信するタイミングを確実に知ることができる。
【００１４】
第５の発明は第４の発明に従属しており、前記受信局はさらに、前記送信局が予約要求パケットを送信できる確率値を、要求受付パケットに設定し、
前記送信局はさらに、前記受信局からの要求受付パケットに付加された確率値に基づいて、予約要求パケットを送信する。
第５の発明では、送信局は、確率値に従って予約要求パケットを送信する。つまり、この確率値が低ければ、送信局は、予約要求パケットを送信し難くなる。逆に、確率値が高ければ、送信局は、予約要求パケットを伝送路上に送出しやすくなる。これによって、送信局からの予約要求パケットが伝送路上で衝突し難くなるので、データパケットの通信に入るまでに要する時間を、従来のＳＲＭＡよりも短くできる。
【００１５】
第６の発明は第５の発明に従属しており、前記受信局が前記伝送路上での通信衝突を検出した時、要求受付パケットには、相対的に低い確率値が設定される。
第６の発明では、伝送路上で通信衝突が検出されると、確率値が相対的に低くなる。そのため、送信局は、予約要求パケットを送信し難くなる。これによって、少なくとも通信衝突の検出以降、予約要求パケットが伝送路上で衝突し難くなる。
【００１６】
第７の発明は第５の発明に従属しており、前記受信局が前記伝送路からの予約要求パケットを正しく受信した時、要求受付パケットには、相対的に高い確率値が設定される。
【００１７】
第８の発明は第５の発明に従属しており、予め定められた時間の間、前記伝送路からの受信信号が無い時に、要求受付パケットには、相対的に高い確率値が設定される。
受信局が予約要求パケットを正しく受信した場合、または、受信局が予め定められた時間の間、受信信号が無い場合、伝送路は輻輳状態に陥っていない。そこで、第７または第８の発明では、かかる場合には確率値を相対的に高くする。これによって、送信局は、予約要求パケットを送信しやすくなる。
【００１８】
第９の発明は第２の発明に従属しており、前記受信局はさらに、有効期間の値に基づいて、通信予約パケットを送信する時間間隔を変更する。
第１０の発明は第１の発明に従属しており、前記受信局はさらに、前記送信局が必要とする通信速度に基づいて、通信予約パケットを送信する時間間隔を変更する。
第９または１０の発明では、有効期間の値に基づいて、または、送信局側が必要とする通信速度に応じて、通信予約パケットを送信する時間間隔が変更される。これによって、送信局から受信局へのデータの通信速度は可変になるので、より柔軟性の高い通信システムを提供できる。
【００１９】
第１１の発明は第１の発明に従属しており、前記受信局はさらに、予め定められた時間の間、前記伝送路からの受信信号が無い時に、通信予約パケットを送信可能と判断する。
第１２の発明は第１の発明に従属しており、前記受信局はさらに、前記伝送路からデータパケットを受信した時に、通信予約パケットを送信可能と判断する。
第１３の発明は第１の発明に従属しており、前記送信局はさらに、前記伝送路からデータパケットを受信した時に、データパケットを送信可能と判断する。
以上の第１１〜第１３の発明に記載されたタイミングでは、伝送路は比較的空いている。したがって、送信局または受信局から送信されたデータパケットまたは通信予約パケットは伝送路上で衝突し難くなる。
【００２０】
第１４の発明は第１の発明に従属しており、前記送信局はさらに、前記伝送路からデータパケットまたは通信予約パケットを受信した時に、予約要求パケットを送信可能と判断する。
【００２１】
第１５の発明は第１の発明に従属しており、前記送信局はさらに、予め定められた時間の間、前記伝送路からの受信信号が無い時に、予約要求パケットを送信可能と判断する。
第１６の発明は第１の発明に従属しており、前記送信局はさらに、
データパケットの送信時を起算点として時間の経過を測定し、
起算点からの経過時間が、有効期間に関連する基準値と等しくなると、予約要求パケットを送信可能と判断する。
【００２２】
従来のＳＲＭＡでは、予約要求パケットに相当するリクエストパケットは、予約用のチャネルを通じて送信されていた。
しかしながら、以上の第１４〜第１６の発明では、送信局は、送信すべきデータを有し、かつそれぞれの発明で記載したタイミングであっても、予約要求パケットを送信可能と判断する。つまり、本通信システムによれば、送信局は、ＳＲＭＡとは違い予約用のチャネルが設定された時間帯になるまで待たなくても良い。これによって、送信局において、送信データの発生から、予約要求パケットを送信するまで（またはデータ通信の開始まで）の時間を短くすることができる。
また、以上の第１４〜第１６の発明に記載されたタイミングでは、なんらかのパケットの送受が終了していることとみなせるので、伝送路が輻輳状態に陥っている可能性が低い。かかるタイミングで予約要求パケットを送出することにより、さらに効率的に帯域を利用でき、さらに、送出された予約要求パケットが伝送路上で衝突し難い、通信システムを提供できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態に係る通信システムＣＳの全体構成を示すブロック図である。通信システムＣＳには、複数の通信局１（図示は、通信局１_a ，１_b および１_c ）が無線伝送路２を介して通信可能に接続される。
また、各通信局１には、互いに重複しない識別子ＩＤが予め付されており、これによって、当該各通信局１は、通信システムＣＳ内で一意に特定される。本実施形態では、通信局１_a 〜１_c には、識別子ＩＤとして「ａ」〜「ｃ」が割り当てられるとする。
【００２４】
上記構成の通信システムＣＳが起動すると、複数の通信局１の間でデータ通信が行われる。以下、データを送信する通信局１を送信局１_T と称し、それを受信する通信局１を受信局１_R と称する。通信システムＣＳでは、データ通信の前に、受信局１_R が、送信局１_T とのデータ通信に使用する帯域を予約する。以下、帯域予約に必要となる通信手順を予約フェイズと称し、データ通信の手順をデータ通信フェイズと称する。
【００２５】
以下、受信局１_R と送信局１_T との間の通信手順の典型例を、図２および図３のシーケンスチャートを参照して説明する。以下では、通信局１_a が受信局１_R として動作し、通信局１_b および１_c がそれぞれ送信局１_T として動作する例について説明する。
【００２６】
受信局１_R は、予約フェイズにおいて、通信システムＣＳに収容された通信局１（受信局１_R を除く）にデータ通信の要求があるかないかを問い合わせるために、１つの要求受付パケット１０１を組み立てる。より具体的には、受信局１_R は、図４（ａ）に示すように、送信確率値Ｐに、送信元の識別子ＳＩＤとしての自局１_R の識別子ＩＤ、パケット種別Ｔ、ユニークワードＵＷおよびフレームチェックシーケンスＦＣＳを付加して、要求受付パケット１０１を組み立てる。
【００２７】
ユニークワードＵＷは、要求受付パケット１０１を受信する通信局１でフレーム同期を確立するため、または当該通信局１が、その後に続く各情報（パケット種別Ｔ等）の位置を特定するために必要となる情報である。
パケット種別Ｔは、通信局１において受信パケットが要求受付パケット１０１であることを識別するために必要となる情報である。
送信元の識別子ＳＩＤとしては、要求受付パケット１０１を組み立てた受信局１_R のものが設定される。
【００２８】
送信確率値Ｐについては後述するものとし、ここではその説明を省略する。
フレームチェックシーケンスＦＣＳは、要求受付パケット１０１を受信する各通信局１が、当該要求受付パケット１０１にエラーが生じているか否かを検出するための符号、または当該要求受付パケット１０１のエラーを訂正するための符号である。
【００２９】
受信局１_R は、以上の要求受付パケット１０１を無線伝送路２に送出して、自局を除く全通信局１に、データ通信の要求の有無を問い合わせる（シーケンスＳｅｑ１₁ ）。
【００３０】
全通信局１の内、受信局１_R に送信すべきデータを有するもの（つまり、送信局１_T ）は、無線伝送路２から要求受付パケット１０１を受信し分解する。その後、送信局１_T は、受信局１_R とのデータ通信、および当該データ通信のための帯域の予約を要求するために、予約要求パケット１０２を１つ組み立てる。より具体的には、送信局１_T は、図４（ｂ）に示すように、データ通信に必要となる通信速度Ｒに、受信先の識別子ＤＩＤ、送信元の識別子ＳＩＤ、パケット種別Ｔ、ユニークワードＵＷおよびフレームチェックシーケンスＦＣＳを付加して、予約要求パケット１０２を組み立てる。
【００３１】
ユニークワードＵＷは、予約要求パケット１０２を受信する通信局１（つまり、受信局１_R ）でフレーム同期を確立するため、または当該受信局１_R が、その後に続く各情報（パケット種別Ｔ等）の位置を特定するために必要な情報である。
パケット種別Ｔは、予約要求パケット１０２であることを示す情報である。パケット種別Ｔにより、受信局１_R は、受信パケットが予約要求パケット１０２であることを識別することが可能となる。
送信元の識別子ＳＩＤとしては、予約要求パケット１０２を組み立てた送信局１_T の識別子ＩＤが設定される。
受信先の識別子ＤＩＤとしては、予約要求パケット１０２を受信する受信局１_R の識別子ＩＤが設定される。
通信速度Ｒは、送信局１_T が、データ通信時において必要となる通信速度（つまり帯域）を示す情報である。
フレームチェックシーケンスＦＣＳは、予約要求パケット１０２を受信する各通信局１が、当該予約要求パケット１０２にエラーが生じているか否かを検出するための符号、または当該予約要求パケット１０２のエラーを訂正するための符号である。
【００３２】
送信局１_T の一つである通信局１_b は、以上の予約要求パケット１０２を、無線伝送路２を介して受信局１_R に送信して、データ通信およびそれに必要な帯域の予約を当該受信局１_R に要求する（シーケンスＳｅｑ２₁ ）。
【００３３】
受信局１_R は、要求受付パケット１０１の組み立て／送出を、Ｍ回（Ｍは変数であって、０以上の整数）繰り返して（シーケンスＳｅｑ１₁ 〜１_M ）、いくつかの送信局１_T から、データ通信の要求を収集する。本説明では、受信局１_R は、Ｍ個の要求受付パケット１０１の組み立て／送出により通信局１_b および１_c からデータ通信の要求を受け取ったとする。
上記要求収集の後、受信局１_R は、データ通信に必要となる帯域を、今回要求を送出した各送信局１_T のために確保して、これから送出する通信予約パケット１０３の総数Ｎ（Ｎは変数であって、０以上の整数）を決定する。ここで、総数Ｎは、各送信局１_T がデータ通信に必要とする帯域に関連して定められる。通信システムＣＳの起動直後においては、総数Ｎは、予約要求パケット１０２を送信した送信局１_T が必要とするそれぞれの通信速度Ｒを保証できる値であることが好ましい。ただし、送信局１_T はそれぞれ、自身が必要とする通信速度Ｒを自由に受信局１_R に要求できるので、決定された総数Ｎは、すべての送信局１_T が必要とする通信速度Ｒを保証できない場合もありうる。
【００３４】
また、本願発明の１つの特徴は、受信局１_R が送信局１_T に帯域を確保すると、当該各送信局１_T 毎に有効期間ＶＰという情報を作成する点である。有効期間ＶＰは、各送信局１_T に割り当てられた帯域が有効である期間を示す値であり、その初期値はＶＰ₀ とする。本説明では、通信局１_b および１_c のために、初期値ＶＰ_0bおよびＶＰ_0cを有する有効期間ＶＰ_b およびＶＰ_c が作成されるとする（図２の矢印Ａ参照）。
【００３５】
受信局１_R は、以上の予約フェイズが終了すると、データ通信フェイズに遷移して、確保した帯域を送信局１_T に通知するために通信予約パケット１０３を１個組み立てる。より具体的には、受信局１_R は、図４（ｃ）に示すように、有効期間ＶＰに、パケット種別Ｔ、ユニークワードＵＷおよびフレームチェックシーケンスＦＣＳを付加して、通信予約パケット１０３を組み立てる。
ここで注意を要するのは、通信予約パケット１０３には、その長さをより短くする観点から、送信元の識別子ＳＩＤおよび受信先の識別子ＤＩＤが設定されない点である。このように送信元の識別子ＳＩＤおよび受信先の識別子ＤＩＤが通信予約パケット１０３に設定されなくとも、当該通信予約パケット１０３は唯一の送信局１_T により受信される。かかる通信予約パケット１０３の組み立て方については図７のステップＳ６３を参照して後述するので、ここではその説明を省略する。
【００３６】
ユニークワードＵＷは、通信予約パケット１０３を受信する通信局１（つまり、送信局１_T ）が、その後に続く各情報（パケット種別Ｔ等）の位置を特定するため等に必要な情報である。
パケット種別Ｔは、通信予約パケット１０３を特定するための情報である。このパケット種別Ｔにより、送信局１_T は、受信パケットが通信予約パケット１０３であることを識別することが可能となる。
通信予約パケット１０３には、有効期間ＶＰが設定される。これによって、送信局１_T は、受信局１_R 側で更新される有効期間ＶＰの値を得ることができ、当該有効期間ＶＰが切れているか否かを判断すること等が可能となる。
フレームチェックシーケンスＦＣＳは、通信予約パケット１０３を受信する各通信局１が、当該通信予約パケット１０３にエラーが生じているか否かを検出するための符号、または当該通信予約パケット１０３のエラーを訂正するための符号である。
【００３７】
以上の通信予約パケット１０３は、受信局１_R によって無線伝送路２に送出され、該当する１台の送信局１_T によって受信され分解される（シーケンスＳｅｑ３₁ ）。本説明では、今回の通信予約パケット１０３は、通信局１_b に送信されるとする。
【００３８】
送信局１_T は、送信データを予め定められたサイズ毎に分割して、いくつかのデータブロックＤＢを生成する。送信局１_T は、通信予約パケット１０３の受信に応答して、１つのデータブロックＤＢを受信局１_R に送信するために、データパケット１０４を組み立てる。より具体的には、送信局１_T は、図４（ｄ）に示すように、１つのデータブロックＤＢに、パケット種別Ｔ、ユニークワードＵＷおよびフレームチェックシーケンスＦＣＳを付加して、データパケット１０４を組み立てる。
【００３９】
ユニークワードＵＷは、データパケット１０４を受信する通信局１（つまり、受信局１_R ）が、その後に続く各情報（パケット種別Ｔ等）の位置を特定するため等に必要な情報である。
パケット種別Ｔは、データパケット１０４であることを特定する情報であり、これによって、受信局１_R は、受信パケットがデータパケット１０４であることを識別する。
フレームチェックシーケンスＦＣＳは、データパケット１０４を受信する各通信局１が、当該データパケット１０４にエラーが生じているか否かを検出するための符号、または当該データパケット１０４のエラーを訂正するための符号である。
ここで注意を要するのは、データパケット１０４もまた、通信予約パケット１０３と同様に、送信元の識別子ＳＩＤおよび受信先の識別子ＤＩＤを含まない点である。このように送信元の識別子ＳＩＤおよび受信先の識別子ＤＩＤがデータパケット１０４に設定されなくとも、当該データパケット１０４は唯一の受信局１_R により受信される。かかるデータパケット１０４の組み立て方については図１１のステップＳ１４３を参照して後述するので、ここではその説明を省略する。
【００４０】
以上のデータパケット１０４は、送信局１_T により無線伝送路２に送出され、受信局１_R により受信および分解される（シーケンスＳｅｑ４₁ ）。本説明では、今回のデータパケット１０４は通信局１_b により送出されるとする。
【００４１】
受信局１_R は、通信予約パケット１０３の送出をＮ回繰り返して（シーケンスＳｅｑ３₁ 〜３_N ）、各送信局１_T からデータパケット１０４を受け取り、分解する。受信局１_R は、かかるデータパケット１０４の受信状況に応じて、当該データパケット１０４を送信した送信局１_T の有効期間ＶＰを更新する。より具体的には、データパケット１０４が送信されてこなかった場合、受信局１_R は、これを送信するはずであった送信局１_T の有効期間ＶＰを短縮する。逆に、データパケット１０４が送信されてきた場合、受信局１_R は、その送信元である送信局１_T の有効期間ＶＰを延長する。
【００４２】
例えば、通信局１_b は、シーケンスＳｅｑ３₁ で送信された通信予約パケット１０３に応答して、データパケット１０４を受信局１_R に送信している（シーケンスＳｅｑ４₁ ）。かかる場合、受信局１_R は、通信局１_b の有効期間ＶＰ_b を延長する（図２の矢印Ｂ参照）。
また、シーケンスＳｅｑ３₂ では、通信予約パケット１０３が通信局１_c に送信されたとする。しかし、受信局１_R は、何らかの理由で、通信局１_c からのデータパケット１０４を受信できなかったとする。かかる場合、受信局１_R は、通信局１_c の有効期間ＶＰ_c を短縮する（図２の矢印Ｃ参照）。
【００４３】
以上のよりデータ通信フェイズが終了する。ここで、図２に示すように、本通信システムＣＳでは、予約フェイズおよびデータ通信フェイズの組み合わせを、単位パケットフレームＰＦと称することとする。この最初の単位パケットフレームＰＦに続く、受信局１_R と送信局１_T との通信手順は図３に示される。
【００４４】
図３において、受信局１_R は、最初のデータ通信フェイズが終了すると、予約フェイズに遷移して、これから送出する要求受付パケット１０１の個数Ｍを決定する。その後、受信局１_R は、１つの要求受付パケット１０１を組み立てて無線伝送路２に送出するという動作を繰り返して（シーケンスＳｅｑ５₁ 〜Ｓｅｑ５_M ）、再度、送信局１_T が有するデータ通信の要求を収集する。その後、受信局１_R は、データ通信に必要となる帯域を、今回予約要求パケット１０２を送信した送信局１_T 、および現在有効期間ＶＰが設定されている送信局１_T のために確保して、これから送出する通信予約パケット１０３の総数Ｎを決定する。今回の総数Ｎは、通信システムＣＳの起動直後の場合と異なり、今回予約要求パケット１０２を送信した送信局１_T 、および現在有効期間ＶＰが設定されている送信局１_T のそれぞれが必要とする通信速度Ｒを保証できる値であることが好ましい。
【００４５】
また、受信局１_R は、今回の予約フェイズで新たに要求を送出した各送信局１_T のために有効期間ＶＰという情報を作成する（図３の矢印Ｄ参照）
以降、上述と同様に、受信局１_R および送信局１_T の間では、通信予約パケット１０３およびデータパケット１０４にやりとりにより、データ通信が行われる。通信システムＣＳ内では、以上の予約フェイズおよびデータ通信フェーズからなる単位パケットフレームＰＦが繰り返される。
【００４６】
上述したように有効期間ＶＰは延長または短縮されるので、ある送信局１_T からデータパケット１０４が何回か送信されてこなければ、当該送信局１_T の有効期間ＶＰはやがて切れることとなる（つまり、予め定められた基準値ＶＰ_REF と等しくなる）。受信局１_R は、有効期間ＶＰが基準値ＶＰ_REF と等しくなると、当該有効期間ＶＰが割り当てられた送信局１_T のために確保した帯域を解放し、次回のデータ通信フェイズにおいて、当該送信局１_T のための通信予約パケット１０３を組み立てない（図３の矢印Ｅ参照）。言い換えれば、受信局１_R は、有効期間ＶＰが基準値Ｖ_REF と等しくなるまでは、通信予約パケット１０３を自発的に組み立てて、送信局１_T に送信する。
【００４７】
図３の例では、通信局１_c は、受信局１_R から通信予約パケット１０３を受信しても（シーケンスＳｅｑ６₂ 参照）、データパケット１０４を送信しない。そのため、通信局１_c の有効期間ＶＰが基準値ＶＰ_REF と等しくなり（矢印Ｄ参照）、その結果、受信局１_R は、それ以降、通信局１_c に通信予約パケット１０３を送信しない（例えば、３回目の単位パケットフレームＰＦ参照）。
【００４８】
以上、本通信システムＣＳにおける通信手順の典型例を説明したが、当該通信を実現するための典型的な構成として、各通信局１は、図１に示すように、通信制御部１１と、カウンタ１２と、記憶部１３と、送信部１４と、受信部１５とを備える。なお、図１には、図示の都合上、通信局１_a および１_b の内部構成のみが示されている。
ここで、以下の説明では、受信局１_R および送信局１_T の構成を明確に区別するために、受信局１_R の構成には、「Ｒ」という小さな添え字を参照番号の右側に付す。例えば、受信局１_R の通信制御部１１は、通信制御部１１_R と表記する。一方、送信局１_T の構成には、「Ｔ」という小さな添え字を参照番号の右側に付す。例えば、送信局１_T の記憶部１３は、記憶部１３_T と表記する。
【００４９】
まず、図５を参照して受信局１_R の処理を詳細に説明する。通信制御部１１_R は、送信確率値Ｐ（Ｐは０≦Ｐ≦１を満たす数）を初期値Ｐ₀ に設定する（ステップＳ１）。初期値Ｐ₀ は、通信システムＣＳの設計要件に基づいて定められる。送信確率値Ｐに関しては、図９のステップＳ１３４およびＳ１３５を参照して後述するので、ここではその説明を省略する。
次に、通信制御部１１_R は、これから送信する要求受付パケット１０１の個数Ｍを初期値Ｍ₀ に設定する（ステップＳ２）。初期値Ｍ₀ は、通信システムＣＳの設計要件に基づいて定められる。
【００５０】
次に、通信制御部１１_R は予約フェイズの処理を行う（ステップＳ３）。図６は、ステップＳ３の詳細な処理手順を示すフローチャートである。図６において、通信制御部１１_R は要求受付パケット１０１を１つ組み立てる。この時、通信制御部１１_R は、現在の送信確率値Ｐに、送信元の識別子ＳＩＤ（つまり、自局１_R の識別子ＩＤ）と、パケット種別Ｔ、ユニークワードＵＷ、フレームチェックシーケンスＦＣＳを付加する。要求受付パケット１０１（図４（ａ）参照）は、送信部１４_R を通じて無線伝送路２に送出される（ステップＳ３１）。
【００５１】
次に、通信制御部１１_R は、受信部１５_R を通じて無線伝送路２上から信号（パケット１０１〜１０４のいずれか）を受信したか否かを判断する（ステップＳ３２）。通信制御部１１_R は、受信信号がある場合には、当該受信信号に含まれるユニークワードＵＷを検出できるか否かにより、現在無線伝送路２上で通信衝突が起こっているか否かを判断する（ステップＳ３３）。一方、通信制御部１１_R は、受信信号がない場合には、後述するステップＳ３８に進む。
【００５２】
通信制御部１１_R は、ステップＳ３３でユニークワードＵＷを検出した場合、現在無線伝送路２では通信衝突が起こっていないと判断して、ステップＳ３４に進み、受信パケットの分解を行う。一方、通信制御部１１_R は、ユニークワードＵＷが壊れている等の理由で、これを検出できない場合、現在無線伝送路２で通信衝突が起こっていると判断して、後述するステップＳ３７に進む。
【００５３】
ステップＳ３４（パケットの分解処理）において、通信制御部１１_R は、受信信号が自局宛の予約要求パケット１０２か否かを判断する。より具体的には、通信制御部１１_R は、検出したユニークワードＵＷを基に、パケット種別Ｔを取り出す。パケット種別Ｔが予約要求パケット１０２（図４（ｂ）参照）を示す場合、通信制御部１１_R は、受信先の識別子ＤＩＤを取り出して、自局１_R のものか否かを判断する。
【００５４】
通信制御部１１_R は、自局宛の予約要求パケット１０２を受信した場合、そこから通信速度Ｒおよび送信元の識別子ＳＩＤを取り出す。また、通信制御部１１_R は、その初期値がＶＰ₀ の有効期間ＶＰを生成する。通信制御部１１_R は、通信速度Ｒと、識別子ＳＩＤと、有効期間ＶＰとを一組にして、図１１（ａ）に示すように記憶部１３_R に登録して（ステップＳ３５）、ステップＳ３６に進む。
【００５５】
ところで、本通信システムＣＳでは、他の通信局１同士がデータ通信を行っている場合があるので、ステップＳ３４において、通信制御部１１_R は、他の通信局１の識別子ＩＤを取り出す場合がある。さらに、ステップＳ３４で自局の識別子ＩＤが取り出されたとしても、パケット種別Ｔが予約要求パケット１０２を示していない場合もある。かかる場合、通信制御部１１_R は、受信信号を破棄して、直接ステップＳ３６に進む。
【００５６】
ステップＳ３４が実行される場合には、パケット１０１〜１０４のいずれかが通信制御部１１_R により正常に受信されている。したがって、現在、無線伝送路２は、通信衝突が相対的に起こりにくい状況にあるとみなすことができる。そこで、通信制御部１１_R は、現在の送信確率値Ｐに、予め定められた値ΔＰ₁ （ΔＰ₁ は０＜ΔＰ₁ ＜１を満たす数）だけ加算する（ステップＳ３６）。これによって、次回に組み立てられる要求受付パケット１０１には、今回のものよりも大きな送信確率値Ｐが設定される。
【００５７】
再度ステップＳ３３を参照する。通信制御部１１_R がユニークワードＵＷを検出できない場合、現在、無線伝送路２では通信衝突が起こりやすい状況にある。かかる場合、通信制御部１１_R は、現在の送信確率値Ｐに、予め定められた値ΔＰ₂ （ΔＰ₂ はΔＰ₂ ＜１を満たす数。ΔＰ₁ ＝ΔＰ₂ でもよい）だけ減算する（ステップＳ３７）。これによって、次回の要求受付パケット１０１には、今回のものよりも小さな送信確率値Ｐが設定される。
【００５８】
再度ステップＳ３２を参照する。通信制御部１１_R は、無線伝送路２上から受信信号を検出できなかった場合、要求受付パケット１０１の送出から所定時間Ｔ_PRE1が経過したか否かを判断する（ステップＳ３８）。
時間Ｔ_PRE1は、自局宛の予約要求パケット１０２が受信局１_R に到着しているとみなせる時間である。より具体的には、時間Ｔ_PRE1は、要求受付パケット１０１が受信局１_R から送信局１_T へと転送されるのに必要な時間と、送信局１_T が要求受付パケット１０１の受信後予約要求パケット１０２を無線伝送路２に送出するまでに必要な時間と、予約要求パケット１０２が送信局１_T から受信局１_R へと転送されるのに必要な時間との総和に、必要な時間余裕を加えた時間である。
【００５９】
通信制御部１１_R は、時間Ｔ_PRE1が経過していない場合、自局宛の予約要求パケット１０２が送られてくる可能性があるので、ステップＳ３２に戻って、無線伝送路２上から信号を受信することを待機する。
一方、所定時間Ｔ_PRE1が経過している場合、通信制御部１１_R は、自局宛の予約要求パケット１０２が送られてくる可能性がないと判断して、ステップＳ３６に進む。さらに、無線伝送路２上では時間Ｔ_PRE1の間、信号がなかったこととなるので、当該無線伝送路２は通信衝突が起こりにくい状況にある。そのため、通信制御部１１_R は、現在の送信確率値Ｐに、予め定められた値ΔＰ₁ （ΔＰ₁ はΔＰ₁ ≦１を満たす数）だけ加算する（ステップＳ３６）。
【００６０】
通信制御部１１_R は、上述のステップＳ３６またはＳ３７を行うと、図５の予約フェイズ（ステップＳ３）から抜けて、要求受付パケット１０１をＭ個送信したか否かを判断する（ステップＳ４）。最初の予約フェイズのステップＳ４では、要求受付パケット１０１をＭ₀ 個送信したか否かが判断される。
通信制御部１１_R は、要求受付パケット１０１をＭ個送信していない場合、再度、ステップＳ３の予約フェイズを行って、新しい要求受付パケット１０１を無線伝送路２に送出する。一方、通信制御部１１_R は、それをＭ個送信した場合、ステップＳ５に進む。
【００６１】
ステップＳ５に進んだ時点で、通信制御部１１_R は、いくつかの送信局１_T からの予約要求パケット１０２を受信しており、図１１（ｂ）に示すように、各送信局１_T 毎に、通信速度Ｒ、識別子ＩＤおよび有効期間ＶＰの組み合わせを記憶部１３_R に登録している。通信制御部１１_R は、現在登録された送信局１_T 毎に、これから送信する通信予約パケット１０３の送信頻度ＴＦを決定する（ステップＳ５）。送信頻度ＴＦは、より具体的には、単位パケットフレームＰＦの区間内に、１つの送信局１_T に向けて通信予約パケット１０３をいくつ送信するかを示す値である。したがって、各送信局１_T 毎に決定した送信頻度ＴＦの総和が、図２に示す総数Ｎとなる。各送信局１_T 毎の送信頻度ＴＦもまた、図１１（ｃ）に示すように記憶部１３_R に登録される。
【００６２】
次に、通信制御部１１_R はデータ通信フェイズの処理を行う（ステップＳ６）。図７は、ステップＳ６の詳細な処理の手順を示すフローチャートである。
図７において、まず、通信制御部１１_R は、記憶部１３_R （図１１参照）から一つの識別子ＩＤを選択する（ステップＳ６１）。これによって、通信制御部１１_R は、今回のパケットの送信先を選択する。
【００６３】
次に、通信制御部１１_R は、選択した送信局１_T に送信すべきデータがあるかないかを判断する（ステップＳ６２）。ステップＳ６２での判断は、通信制御部１１_R が上位層のアプリケーション等から、ステップＳ６１で選択した送信局１_T に送信すべきデータを受け取っているか否かにより行われる。
通信制御部１１_R は、選択した送信局１_T への送信データがなければ、ステップＳ６３に進み、それがあれば、後述するステップＳ６１０に進む。
【００６４】
通信制御部１１_R は、ステップＳ６３において、ステップＳ６１で選択した識別子ＩＤと、それと同じ組の有効期間ＶＰを、記憶部１３_R から取り出す。送信局１_T の識別子ＩＤは、これから送信する通信予約パケット１０３の受信先の識別子ＤＩＤとして使用される。さらに、通信制御部１１_R は、自局１_R の識別子ＩＤ、および通信予約パケット１０３を示すパケット種別Ｔを得る。受信局１_R の識別子ＩＤは、これから送信する通信予約パケット１０３の送信元の識別子ＳＩＤとして使用される。
【００６５】
通信制御部１１_R は、パケット種別Ｔ、送信元の識別子ＳＩＤ、受信先の識別子ＤＩＤおよび有効期間ＶＰを基に、第１のＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）値を生成する。第１のＣＲＣ値は、パケット種別Ｔ、送信元の識別子ＳＩＤ、受信先の識別子ＤＩＤおよび有効期間ＶＰの内容の関数として、予め定められた生成多項式から計算される。第１のＣＲＣ値は、今回組み立てる通信予約パケット１０３に設定すべきフレームチェックシーケンスＦＣＳとして使用される。
【００６６】
通信制御部１１_R は、有効期間ＶＰに、パケット種別Ｔと、ユニークワードＵＷと、今回生成したフレームチェックシーケンスＦＣＳを付加して、通信予約パケット１０３（図４（ｃ）参照）を組み立てる。ここで注意を要するのは、上述したように、通信予約パケット１０３には送信元の識別子ＳＩＤおよび受信先の識別子ＤＩＤが設定されない点である。通信予約パケット１０３は、送信部１４_R を通じて無線伝送路２に送出され（ステップＳ６３）、送信局１_T により受信される。
【００６７】
次に、通信制御部１１_R は、受信部１５_R を通じて、無線伝送路２上から自局宛てのデータパケット１０４（図４（ｄ）参照）を受信したか否かを判断する（ステップＳ６４）。ステップＳ６４での受信動作は、図１０のステップＳ１４３を参照して後で説明するので、ここではその説明を省略する。
【００６８】
通信制御部１１_R は、自局宛てのデータパケット１０４を受信した場合には、今回選択した識別子ＩＤと同じ組の有効期間ＶＰを延長する（ステップＳ６５）。本実施形態では、ステップＳ６５の一例として、通信制御部１１_R は、現在の有効期間ＶＰの値から、予め定められた値ΔＶＰ₁（ΔＶＰ₁ は任意の数）だけデクリメントして、有効期間ＶＰを延長する。
その後、通信制御部１１_R は、図５のデータ通信フェイズ（ステップＳ６）から抜けて、ステップＳ７に進む。
【００６９】
一方、通信制御部１１_R は、ステップＳ６４において、自局宛てのデータパケット１０４を受信できなかった場合には、通信予約パケット１０３を送出後、所定時間Ｔ_PRE2が経過したか否かを判断する（ステップＳ６６）。
【００７０】
時間Ｔ_PRE2は、通信予約パケット１０３の受信先からのデータパケット１０４が受信局１_R に到着しているとみなせる時間である。より具体的には、時間Ｔ_PRE2は、通信予約パケット１０３が受信局１_R から送信局１_T へと転送されるのに必要な時間と、送信局１_T が通信予約パケット１０３の受信後データパケット１０４を無線伝送路２に送出するまでに必要な時間と、データパケット１０４が送信局１_T から受信局１_R へと転送されるのに必要な時間との総和に、必要な時間余裕を加えた時間である。
【００７１】
通信制御部１１_R は、所定時間Ｔ_PRE2が経過していない場合には、ステップＳ６４に戻って、データパケット１０４が到着することを待機する。
一方、所定時間Ｔ_PRE2が経過している場合、通信制御部１１_R は、通信予約パケット１０３の受信先がデータパケット１０４を送信しなかったとみなすことができるので、今回選択した識別子ＩＤと同じ組の有効期間ＶＰを短縮する（ステップＳ６７）。本実施形態では、ステップＳ６７の一例として、通信制御部１１_R は、現在の有効期間ＶＰの値から、予め定められた値ΔＶＰ₂ （ΔＶＰ₂ は任意の数）だけインクリメントして、有効期間ＶＰを短縮する。
【００７２】
次に、通信制御部１１Ｒは、今回短縮した有効期間ＶＰと、予め定められた基準値ＶＰ_REF とを比較する（ステップＳ６８）。本実施形態では、有効期間ＶＰは、値ΔＶＰ₁ のデクリメントにより延長され、値ΔＶＰ₂ のインクリメントにより短縮される。かかる場合には、基準値ＶＰ_REF は、ＶＰ₀ ＜ＶＰ_REF を満たす必要がある。
通信制御部１１_R は、有効期間ＶＰが基準値ＶＰ_REF 以上でない場合、今回選択した送信局１_T の帯域を確保し続けるために、図５のデータ通信フェイズ（ステップＳ６）から抜けて、ステップＳ７に進む。
一方、有効期間ＶＰが基準値ＶＰ_REF 以上の場合、通信制御部１１_R は、今回選択した送信局１_T の帯域を解放するために、当該送信局１_T の識別子ＩＤならびにそれと同じ組の通信速度Ｒ、有効期間ＶＰおよび送信頻度ＴＦを記憶部１３_R から削除する（ステップＳ６９）。その後、通信制御部１１_R は、ステップＳ６から抜けて、ステップＳ７に進む。
【００７３】
ここで、再度、ステップＳ６２を参照する。受信局１_R では、送信局１_T からデータを受信している最中に、当該送信局１_T に送信すべきデータが発生する場合がある。そのため、通信制御部１１_R は、ステップＳ６２において送信局１_T への送信データがある場合には、当該送信データをいくつかのデータブロックＤＢに分割して、ステップＳ６１０に進む。
【００７４】
次に、通信制御部１１_R は、データパケット１０４のパケット種別Ｔと、自局１_R の識別子ＩＤと、送信局１_T の識別子ＩＤと、１つのデータブロックＤＢを得る。ここで、自局１_R の識別子ＩＤおよび送信局１_T の識別子ＩＤは、今回組み立てるデータパケット１０４の送信元の識別子ＳＩＤおよび受信先の識別子ＤＩＤとして使用される。
通信制御部１１_R は、パケット種別Ｔ、送信元の識別子ＳＩＤ、受信先の識別子ＤＩＤおよび有効期間ＶＰを基に、今回組み立てるデータパケット１０４のフレームチェックシーケンスＦＣＳの第１のＣＲＣ値を生成する。第１のＣＲＣ値は、パケット種別Ｔ、送信元の識別子ＳＩＤ、受信先の識別子ＤＩＤおよび有効期間ＶＰの内容の関数を、上述した生成多項式に代入して計算される。
【００７５】
その後、通信制御部１１_R は、データパケット１０４を組み立てる。ここで注意を要するのは、通信制御部１１_R は、１つのデータブロックＤＢに、パケット種別Ｔ、ユニークワードＵＷおよびフレームチェックシーケンスＦＣＳを付加して、図４（ｄ）に示すようなフレーム構成のデータパケット１０４を組み立てる。ただし、データパケット１０４の長さを短くする観点から、データパケット１０４には受信先の識別子ＤＩＤおよび送信元の識別子ＳＩＤは設定されない。
通信制御部１１_R は、組み立てたデータパケット１０４を送信部１４_R を介して無線伝送路２に送出し（ステップＳ６１０）、上述のステップＳ６４に進む。
【００７６】
通信制御部１１_R は、ステップＳ６から抜けると、通信予約パケット１０３をＮ個送信したか否かを判断する（ステップＳ７）。
通信制御部１１_R は、それをＮ個送信していない場合、ステップＳ６を再度実行して、新しい通信予約パケット１０３を無線伝送路２に送出する。
一方、通信制御部１１_R は、それをＮ個送信したい場合、ステップＳ８に進む。
【００７７】
ステップＳ８に進んだ時点で、単位パケットフレームＰＦ（図２または図３参照）が構成される。通信制御部１１_R は、次回の単位パケットフレームＰＦで送信する要求受付パケット１０１の個数Ｍを決定する（ステップＳ８）。個数Ｍは、どのような方法で決定されても良いが、現在使用されていない帯域の量に基づいて決定されることが好ましい。つまり、現在使用されていない帯域が多ければ多いほど、個数Ｍはより大きな値に選ばれることが好ましい。
【００７８】
次回の個数Ｍが決定されると、通信制御部１１_R は、ステップＳ３に戻って、上述した処理手順に従って、予約フェイズおよびデータ通信フェイズを行って、送信局１_T からのデータを受信する。
【００７９】
次に、図８のフローチャートを参照して、送信局１_T の処理を詳細に説明する。図８において、通信制御部１１_T は、上位層のアプリケーションまたはインタフェイスから、ある通信局１（つまり、受信局１_R ）に送信すべきデータと、当該データを受信局１_R に送信するために必要な通信速度Ｒと、当該受信局１_R の識別子ＩＤが送られてくると（ステップＳ１１）、ステップＳ１２に進む。
【００８０】
次に、通信制御部１１_T は、カウンタ１２_T の値Ｃを初期値Ｃ₀ に設定する（ステップＳ１２）。カウンタ１２Ｔの値Ｃは、受信局１_R 側で管理される有効期間ＶＰとほぼ同じ値を示す。
また、ステップＳ１１の直後では、受信局１_R は、送信局１_T のために帯域を確保していない。したがって、現時点では、送信局１_T の有効期間ＶＰは、基準値ＶＰ_REF に達していて切れている状態であるとみなせる。そのため、初期値Ｃ₀ は有効期間ＶＰの基準値ＶＰ_REF 以上であることが好ましい。より好ましくは、初期値Ｃ₀ は、基準値ＶＰ_REF と同じ値である。
【００８１】
次に、通信制御部１１_T は、予約フェイズの処理を行う（ステップＳ１３）。図９は、ステップＳ１３の詳細な処理の手順を示すフローチャートである。図９において、通信制御部１１_T は、現在のカウンタ１２_T の値Ｃと、予め内部に保持する基準値Ｃ_REF とを比較する（ステップＳ１３１）。基準値Ｃ_REF は、受信局１_R 側のＶＰ_REF と同じ値であることが好ましい。
通信制御部１１_T は、現在の値Ｃが基準値Ｃ_REF 以上でない場合、自局１_T の帯域の有効期間ＶＰが生きていると判断して、以降の処理（ステップＳ１３２〜Ｓ１３７）をスキップして、ステップＳ１４のデータ通信フェイズに進む。
【００８２】
一方、通信制御部１１_T は、現在の値Ｃが基準値Ｃ_REF 以上の場合、受信局１_R への送信データが発生した直後か、自局１_T に一度割り当てられた帯域が当該受信局１_R により解放されたとみなして、無信号区間ＴＰ_NSの検出を開始する（ステップＳ１３２）。無信号区間ＴＰ_NSは、通信システムＣＳの設計要件に基づいて選ばれるが、より具体的には、ある要求受付パケット１０１を受信してから、次の要求受付パケット１０１が送信局１_T へと転送されるのに必要な時間と、必要な時間余裕との和である。
【００８３】
次に、通信制御部１１_T は、受信局１_R の要求受付パケット１０１（図４（ａ）参照）を、無線伝送路２および受信部１５_T を通じて受信したか否かを判断する（ステップＳ１３３）。
以下、ステップＳ１３３での受信動作を説明する。まず、通信制御部１１_T は、無線伝送路２から信号を受信すると、当該受信信号に含まれるユニークワードＵＷを検出する。その後、通信制御部１１_T は、ユニークワードＵＷの後に続くパケット種別Ｔを取り出す。パケット種別Ｔが要求受付パケット１０１であることを示す場合に、通信制御部１１_T は、送信元の識別子ＳＩＤを取り出す。通信制御部１１_T は、送信元の識別子ＳＩＤが、ステップＳ１１で得た受信局１_R の識別子ＩＤと一致する場合、受信局１_R の要求受付パケット１０１を受信したと判断して、ステップＳ１３４に進む。一方、受信局１_R の要求受付パケット１０１でないと判断した場合、伝送信号を破棄した後、後述するステップＳ１３７に進む。
【００８４】
ステップＳ１３４において、通信制御部１１_T は、乱数ＲＮ（乱数ＲＮは、０＜ＲＮ≦１を満たす数）を発生する。さらに、通信制御部１１_T は、今回受信した要求受付パケット１０１から送信確率値Ｐを取り出す（ステップＳ１３４）。
次に、通信制御部１１_T は、ステップＳ１３４で得た乱数ＲＮと送信確率値Ｐとを比較して、当該乱数ＲＮが所定の条件を満たすか否かを判断する（ステップＳ１３５）。通信制御部１１_T は、所定の条件を満たす場合には、予約要求パケット１０２の送信を許可されたとして、ステップＳ１３６に進み、そうでない場合には、ステップＳ１３２に戻って、無信号区間ＴＰ_NSの検出を開始した後、新しい要求受付パケット１０１が送信されてくることを待機する。
【００８５】
以下、ステップＳ１３５での判断動作の一例を説明する。送信確率値Ｐは、送信局１_T が受信した要求受付パケット１０１に応答して予約要求パケット１０２を送信できる確率である。例えば、送信確率値Ｐとしての０．３は、送信局１_T が３０％の確率で予約要求パケット１０２の送信を許可されることを意味する。また、乱数ＲＮは、０．１、０．２、…１のいずれかの数をとるとする。かかる場合、通信制御部１１_T は、発生した乱数ＲＮと送信確率値Ｐとを比較して、ＲＮ≦Ｐを満たすか否かを判断する。ＲＮ≦Ｐを満たす場合、通信制御部１１_T は、予約要求パケット１０２の送出が許可されたとして、ステップＳ１３６に進む。一方、ＲＮ≦Ｐを満たさない場合、通信制御部１１_T は、ステップＳ１３２に戻る。
【００８６】
ステップＳ１３６において、通信制御部１１_T は、ステップＳ１１で得た通信速度Ｒに、受信先の識別子ＤＩＤとしてステップＳ１１等で得られる受信局１_R の識別子ＩＤ、送信元の識別子ＳＩＤとしての自身の識別子ＩＤ、予約要求パケット１０２を示すパケット種別Ｔと、ユニークワードＵＷと、フレームチェックシーケンスＦＣＳとを付加して、予約要求パケット１０２（図４（ｂ）参照）を組み立てて、送信部１４_T を介して無線伝送路２に送出する（ステップＳ１３６）。その後、通信制御部１１_T は、図８の予約フェイズ（ステップＳ１３）から抜けて、ステップＳ１４に進む。
なお、無線伝送路２に送出された予約要求パケット１０２は、受信局１_R によって受信される。この受信に応答して、受信局１_R は、図６のステップＳ３５で説明した処理を行う。
【００８７】
ここで、再度ステップＳ１３３を参照する。通信制御部１１_T は、要求受付パケット１０１を受信できなかった場合、無線伝送路２上で無信号区間ＴＰ_NSを検出したか否かを判断する（ステップＳ１３７）。
【００８８】
通信制御部１１_T は、無信号区間ＴＰ_NSを検出した場合には、現在予約要求パケット１０２を送信可能なタイミングであるとみなして、ステップＳ１３６に進む。そして、通信制御部１１_T は、上述と同様にして予約要求パケット１０２を組み立てて、受信局１_R に送信する（ステップＳ１３６）。その後、通信制御部１１_T は、図８の予約フェイズ（ステップＳ１３）から抜けて、ステップＳ１４に進む。
一方、通信制御部１１_T は、ステップＳ１３７で無信号区間ＴＰ_NSを検出できなかった場合、現在予約要求パケット１０２を送信不可能であるとみなす。この場合、通信制御部１１_T は、ステップＳ１３２に戻って、無信号区間ＴＰ_NSの検出を開始した後、新しい要求受付パケット１０１の受信を待機する。
【００８９】
通信制御部１１_T は、予約フェイズ（図８のステップＳ１３）を抜けると、データ通信フェイズの処理を行う（ステップＳ１４）。図１０は、ステップＳ１４の詳細な処理の手順を示すフローチャートである。図１０において、通信制御部１１_T は、無線伝送路２および受信部１５_T を通じて、受信局１_R から自局１_T に向けて送信された通信予約パケット１０３（図４（ｃ）参照）を受信したか否かを判断する（ステップＳ１４１）。
【００９０】
以下、ステップＳ１４１における受信動作は、本発明に特有のものであるため、図１２（ａ）を参照して説明する。通信制御部１１_T は、無線伝送路２上の信号を検出すると、当該伝送信号に含まれるユニークワードＵＷを検出する。その後、通信制御部１１_T は、ユニークワードＵＷの後に続くパケット種別Ｔを取り出す（矢印Ａを参照）。
【００９１】
パケット種別Ｔが通信予約パケット１０３であることを示す場合に、通信制御部１１_T は、受信した通信予約パケット１０３から有効期間ＶＰを取り出す（矢印Ｂを参照）。さらに、通信制御部１１_T は、予め保持する自局１_T の識別子ＩＤ、およびステップＳ１１等で得られる受信局１_R の識別子ＩＤを取り出す（矢印CおよびＤ参照）。通信制御部１１_T は、パケット種別Ｔ、受信局１_R の識別子ＩＤ、自局１_T の識別子ＩＤおよび有効期間ＶＰを、上述の生成多項式に代入して、判定用の第２のＣＲＣ値を生成する（矢印Ｅ参照）。
【００９２】
通信予約パケット１０３のフレームチェックシーケンスＦＣＳ、つまり第１のＣＲＣ値は、ステップＳ６３で述べたように、パケット種別Ｔ、送信元の識別子ＳＩＤ（つまり受信局１_R の識別子ＩＤ）、受信先の識別子ＤＩＤ（つまり送信局１_T の識別子ＩＤ）および有効期間ＶＰから生成される。したがって、送信局１_T が通信予約パケット１０３の正しい受信先であるならば、上述の第２のＣＲＣ値と、通信予約パケット１０３内の第１のＣＲＣ値とは一致する。両者が一致する場合、通信制御部１１_T は、今回受信した通信予約パケット１０３が自局宛てであると判定する。
【００９３】
通信制御部１１_T は、ステップＳ１４１で自局宛の通信予約パケット１０３を受信できなかった場合、後述するステップＳ１４５に進むが、自局宛ての通信予約パケット１０３を受信した場合、カウンタ１２_T の値Ｃを、有効期間ＶＰが示す値に更新して、カウンタ１２_T の値Ｃを、受信局１_R で管理される有効期間ＶＰの値と一致させる（ステップＳ１４２）。このようにして、カウンタ１２_T の値Ｃと、有効期間ＶＰとの間で同期がとられる。
【００９４】
次に、通信制御部１１_T は、データパケット１０４のパケット種別Ｔと、自局１_T の識別子ＩＤと、受信局１_R の識別子ＩＤと、１つのデータブロックＤＢを得る。ここで、自局１_T の識別子ＩＤおよび受信局１_R の識別子ＩＤは、今回組み立てるデータパケット１０４の送信元の識別子ＳＩＤおよび受信先の識別子ＤＩＤとして使用される。
通信制御部１１_R は、パケット種別Ｔ、送信元の識別子ＳＩＤ、受信先の識別子ＤＩＤおよび有効期間ＶＰを基に、今回組み立てるデータパケット１０４のフレームチェックシーケンスＦＣＳとして設定する第１のＣＲＣ値を生成する。第１のＣＲＣ値は、パケット種別Ｔ、送信元の識別子ＳＩＤ、受信先の識別子ＤＩＤおよび有効期間ＶＰの内容の関数を、上述の生成多項式に代入して計算される。
【００９５】
その後、通信制御部１１_T は、データパケット１０４を組み立てる。ここで注意を要するのは、通信制御部１１_T は、１つのデータブロックＤＢに、パケット種別Ｔ、ユニークワードＵＷおよびフレームチェックシーケンスＦＣＳを付加して、図４（ｄ）に示すようなフレーム構成のデータパケット１０４を組み立てる。ただし、データパケット１０４の長さを短くする観点から、そこには送信元の識別子ＳＩＤおよび受信先の識別子ＤＩＤは設定されない。
通信制御部１１_T は、組み立てたデータパケット１０４を送信部１４_T を介して無線伝送路２に送出する（ステップＳ１４３）。受信局１_R は、データパケット１０４が到着すると、図７のステップＳ６４の処理を行って、当該データパケット１０４を分解する。
【００９６】
ここで、受信局１_R におけるステップＳ６４について、図１２（ｂ）を参照して説明する。通信制御部１１_R は、無線伝送路２上の伝送信号に含まれるユニークワードＵＷを検出した後、その後に続くパケット種別Ｔを取り出す（矢印Ａを参照）。
【００９７】
パケット種別Ｔにより受信パケットがデータパケット１０４であると判定されると、通信制御部１１_R は、ここからデータブロックＤＢを取り出す（矢印Ｂを参照）。さらに、通信制御部１１_R は、ステップＳ３５等で得られる送信局１_T の識別子ＩＤ、および予め保持する自局の識別子ＩＤを取り出す（矢印ＣおよびＤ参照）。通信制御部１１_R は、パケット種別Ｔ、送信局１_T の識別子ＩＤ、自局の識別子ＩＤおよびデータブロックＤＢを、上述の生成多項式に代入して、判定用の第２のＣＲＣ値を生成する（矢印Ｅ参照）。
【００９８】
データパケット１０４のフレームチェックシーケンスＦＣＳ、つまり第１のＣＲＣ値は、ステップＳ１４３で述べたように、パケット種別Ｔ、送信元の識別子ＳＩＤ（つまり送信局１_T の識別子ＩＤ）、受信先の識別子ＤＩＤ（つまり受信局１_R の識別子ＩＤ）およびデータブロックＤＢから生成される。したがって、受信局１_R がデータパケット１０４の正しい受信先であるならば、作成した第２のＣＲＣ値と、データパケット１０４内の第１のＣＲＣ値とは一致する。両者が一致する場合、通信制御部１１_R は、今回受信したデータパケット１０４が自局宛であると判定して、図６のステップＳ６３に進む。一方、通信制御部１１_R は、そうでない場合、ステップＳ６４に進む。
【００９９】
再度、図１０を参照する。送信局１_T は今回のステップＳ１４３でデータパケット１０４を送信したので、受信局１_R 側では自局１_T の有効期間ＶＰが延長される。そのため、ステップＳ１４３の次に、通信制御部１１_T は、現在のカウンタ１２_T の値Ｃを更新する（ステップＳ１４４）。本実施形態では、受信局１_R は、（ＶＰ−ΔＶＰ）により有効期間ＶＰは延長するので、通信制御部１１_T は、現在のカウンタ１２_T の値Ｃから、予め定められた値ΔＣだけデクリメントする。ここで、送信局１_T と受信局１_R との間で有効期間ＶＰを同期させるために、値ΔＣは、値ΔＶＰと同値であることが好ましい。
【０１００】
次に、通信制御部１１_T は、カウンタ１２_T の現在の値Ｃが基準値Ｃ_REF 以上であるか否かを判定する（ステップＳ１４５）。
通信制御部１１_T は、値Ｃが基準値Ｃ_REF 以上でなければ、自身の有効期間ＶＰが生きていると判断し、データ通信フェイズの処理を続けるためにステップＳ１４１に戻る。
一方、通信制御部１１_T は、ステップＳ１４５で値Ｃが基準値Ｃ_REF 以上であれば、データ通信フェイズの処理を続けても無意味であるため、図１０のデータ通信フェイズ（ステップＳ１４）から抜けて、図８のステップＳ１５に進む。
【０１０１】
図１０のステップＳ１４１を再度参照する。通信制御部１１_T は、ステップＳ１４１で受信信号が自局宛の通信予約パケット１０３でないと判定した時点で、ステップＳ１４６に進む。次に、通信制御部１１_T は、自局宛のデータパケット１０４（これはステップＳ６１０で送信される）を受信したか否かを判断する（ステップＳ１４６）。ステップＳ１４６における受信動作は、図７のステップＳ６４と同様（図１１（ｂ）参照）であるため、その説明を省略する。
【０１０２】
通信制御部１１_T は、ステップＳ１４６でデータパケット１０４を受信した場合、上述したステップＳ１４３およびＳ１４４を行った後、図１０のデータ通信フェイズ（ステップＳ１４）から抜けて、図８のステップＳ１５に進む。
一方、通信制御部１１_T は、データパケット１０４を受信できなかった場合、ステップＳ１３６で予約要求パケット１０２を送出から所定時間Ｔ_PRE3が経過したか否かを判断する（ステップＳ１４７）。
【０１０３】
時間Ｔ_PRE3とは、受信局１_R からの通信予約パケット１０３が送信局１_T に到着しているとみなせる時間である。より具体的には、時間Ｔ_PRE3は、予約要求パケット１０２が送信局１_T から受信局１_R へと転送されるのに必要な時間と、受信局１_R が予約要求パケット１０２を受信してから通信予約パケット１０３を無線伝送路２に送出するまでに必要な時間と、通信予約パケット１０３が受信局１_R から送信局１_T へと転送されるのに必要な時間との総和に、必要な時間余裕を加えた時間である。
【０１０４】
通信制御部１１_T は、所定時間Ｔ_PRE3が経過していない場合、ステップＳ１４１に戻って、自局宛の通信予約パケット１０３が到着することを待機する。
一方、所定時間Ｔ_PRE3が経過している場合、通信制御部１１_T は、受信局１_R から届くはずの通信予約パケット１０３が到着しなかったとみなすことができる。かかる場合、受信局１_R 側で自局１_T の有効期間ＶＰが短縮されると想定できるので、通信制御部１１_T は、ステップＳ１４８に進み、現在のカウンタ１２_T の値Ｃを更新する（ステップＳ１４８）。本実施形態では、受信局１_R は（ＶＰ＋ΔＶＰ）より有効期間ＶＰを短縮するので、通信制御部１１_T は、現在のカウンタ１２_T の値Ｃから値ΔＣだけインクリメントする。
以上のステップＳ１４８が終了すると、通信制御部１１_T は、図１０のデータ通信フェイズ（ステップＳ１４）から抜けて、図８のステップＳ１５に進む。
【０１０５】
ステップＳ１５において、通信制御部１１_T は、受信局１_R に送信すべきデータブロックＤＢが残っているか否かを判断する（ステップＳ１５）。通信制御部１１_T は、データブロックＤＢが残っている場合には、ステップＳ１３に戻って、図９の処理を再度実行するが、そうでない場合には、ステップＳ１１に戻って、新しい送信データ等が送られてくることを待機する。
【０１０６】
以上が受信局１_R および送信局１_T での具体的な処理の手順である。以上の処理により、図１３および図１４のシーケンスチャートに示すような通信が受信局１_R および送信局１_T の間で行われる。以下の説明においては、通信局１_a が受信局１_R として動作し、通信局１_b が送信局１_T として動作するとする。
【０１０７】
まず、通信局１_a は、図５のステップＳ１およびＳ２を行う。以下の説明の便宜のため、送信確率値Ｐの初期値Ｐ₀ は「０．３」とし、送信個数Ｍの初期値Ｍ₀ は「２」とする。次に、通信局１_a は、要求受付パケット１０１（図４（ａ）参照）を１つ組み立る（図６；ステップＳ３１）。今回の要求受付パケット１０１は、送信元の識別子ＳＩＤとしての識別子ＩＤ「ａ」、および送信確率値Ｐとしての「０．３」を含んでおり、無線伝送路２に送出される（シーケンスＳｅｑ１１₁ ）。その後、通信局１_a は、通信局１（通信局１_a を除く）から自局宛の予約要求パケット１０２が送信されてくることを待機する。
【０１０８】
シーケンスＳｅｑ１１₁ の時点で、通信局１_b は、図８のステップＳ１１およびＳ１２を行っており、上位層のアプリケーションから受信局１_R の識別子ＩＤ「ａ」を得、カウンタ１２_b の初期値Ｃ₀ を「３」に設定しているとする。
通信局１_b は、ステップＳ１２の後、図９のステップＳ１３１およびＳ１３２を行う。ここで、基準値Ｃ_REF は「５」とする。
【０１０９】
その後、通信局１_b は、シーケンスＳｅｑ１１₁ で送出された要求受付パケット１０１を受信し（ステップＳ１３３）、乱数ＲＮを発生する（ステップＳ１３４）。今回発生した乱数ＲＮは「０．４」とすると、通信局１１_b は、受信した要求受付パケット１０１内の送信確率値Ｐが「０．３」であるから、「ＲＮ≦Ｐ」を満たさないとして（ステップＳ１３５，図１３の矢印Ａ参照）、ステップＳ１３２に戻り、新しい要求受付パケット１０１を待機する。
【０１１０】
以上のように、通信局１_b は予約要求パケット１０２を送信しない。他の通信局１もまた、シーケンスＳｅｑ１１₁ で送出された要求受付パケット１０１に応答しなかったとすると、通信局１_a は、ステップＳ３２およびＳ３８からなるループを繰り返し実行して、所定時間Ｔ_PRE1が経過した後、ステップＳ３６を行う。この時、通信局１_a は、無線伝送路２が輻輳状態にないと判断して、送信確率値Ｐを「０．４」に上げたとする（ステップＳ３６）。
【０１１１】
その後、通信局１_a は、要求受付パケット１０１の現在の送信個数が「１」であり、送信個数Ｍが「２」であることから、図５のステップＳ４を行った後、ステップＳ３に戻る。
次に、通信局１_a は、要求受付パケット１０１を１つ組み立てる（図６のステップＳ３１）。今回の要求受付パケット１０１は、送信確率値Ｐとして「０．４」を含んでおり、無線伝送路２に送出される（シーケンスＳｅｑ１１₂ ）、その後、通信局１_a は、自局宛の予約要求パケット１０２が送信されてくることを待機する。
【０１１２】
今、シーケンスＳｅｑ１１₁ からＳｅｑ１１₂ の間、通信局１_b は、ステップＳ１３２、Ｓ１３３およびＳ１３７からなるループを繰り返し実行する。現時点では、通信局１_b は、シーケンスＳｅｑ１１₁ で送出された要求受付パケット１０１を受信してから無信号区間ＴＰ_NSを検出する前に、シーケンス１１₂ で送出された要求受付パケット１０１を受信するので、ステップＳ１３４に進み、乱数ＲＮを発生する。今回の乱数ＲＮは「０．２」とする。かかる場合、通信局１１_b は、今回の送信確率値Ｐが「０．４」であるから、ステップＳ１３５で「ＲＮ≦Ｐ」を満たすと判断する（図１３の矢印Ｂ参照）。
【０１１３】
その後、通信局１_b は、ステップＳ１３６を行って、予約要求パケット１０２（図４（ｂ）参照）を１つ組み立てて、通信局１_a に送信して（シーケンスＳｅｑ１２₁ ）、当該通信局１_a から通信予約パケット１０３が送信されてくることを待機する。
通信局１_a は、ステップＳ３２およびＳ３８からなるループを繰り返し行うが、所定時間Ｔ_PRE1が経過する前に、シーケンスＳｅｑ１２₁ で送信された予約要求パケット１０２を受信することとなるので、ステップＳ３２からＳ３３に抜ける。現時点で通信衝突が起こっていないとすると、通信局１_a は、ステップＳ３４において、受信パケットの分解処理を行って、自局宛の予約要求パケット１０２を受信したと判断する。その後、通信局１_a は、受信した予約要求パケット１０２から、通信速度Ｒ、送信元の識別子ＳＩＤとしての「ｂ」、および有効期間ＶＰ_b の初期値ＶＰ₀ を一組にして記憶部１３_a に登録する。ここで、初期値ＶＰ₀ は「３」とする。
【０１１４】
その後、通信局１_a は、送信確率値Ｐを上げ（ステップＳ３６）、現在「２」個の要求受付パケット１０１を送出済みであることから、ステップＳ４を行った後、ステップＳ５に進む。本説明では、この時点で、通信局１_a は、通信局１_b からの予約要求パケット１０２のみを受け取っているので、当該通信局１_b に対する送信頻度ＴＦ_b を決定する。送信頻度ＴＦ_b は「２」とする（図１３の矢印Ｃ参照）。
【０１１５】
次に、通信局１_a は、登録された識別子ＩＤとしての「ｂ」を選択し、有効期間ＶＰ_b として「３」を含む通信予約パケット１０３を組み立てる（図７のステップＳ６１〜Ｓ６３）。今回の通信予約パケット１０３には、有効期間ＶＰ_b として「３」が設定される。また、フレームチェックシーケンスＦＣＳとしては、前述の第１のＣＲＣ値が設定される。通信局１_a は、今回組み立てた通信予約パケット１０３を無線伝送路２を通じて通信局１_b に送信し（シーケンスＳｅｑ１３₁ ）、その後、自局宛のデータパケット１０４が送信されてくることを待機する。
【０１１６】
通信局１_b は、シーケンスＳｅｑ１２₁ で予約要求パケット１０２を送出した後、図１０のデータ通信フェイズを実行する。シーケンスＳｅｑ１２₁ 〜Ｓｅｑ１３₁ の間、無線伝送路２上には信号が伝送されていないとすると、通信局１_b は、シーケンスＳｅｑ１３₁ の直後に実行するステップＳ１４１で、当該シーケンスＳｅｑ１３₁ で送信された通信予約パケット１０３を受信する。この時、通信局１_b は、上述したように、第２のＣＲＣ値を生成して、今回の受信パケットが自局宛の通信予約パケット１０３であると判定する。
【０１１７】
その後、通信局１_b は、カウンタ１２_b の値Ｃを通信予約パケット１０３内の有効期間ＶＰ_b の値と一致させ（ステップＳ１４２）、その後、データパケット１０４（図４（ｄ））を１つ組み立てる（ステップＳ１４３）。ここで、フレームチェックシーケンスＦＣＳとしては、第１のＣＲＣ値が設定される。通信局１_b は、組み立てたデータパケット１０４を無線伝送路２を通じて通信局１_a に送信する（シーケンスＳｅｑ１４₁ ）。
次に、通信局１_b は、カウンタ１２_b の値ＣをΔＣだけデクリメントする（ステップＳ１４４）。本説明では値ΔＣは「１」とすると、現時点では、値Ｃは「２」となる。次に、通信局１_b は、カウンタ１２_b の現在の値Ｃが基準値Ｃ_REF 以上か否かを判断する（ステップＳ１４５）。基準値Ｃ_REF は「３」であるから、通信局１_b は、ステップＳ１４１に戻って、新しい通信予約パケット１０３が送信されてくることを待機する。
【０１１８】
通信局１_a は、シーケンスＳｅｑ１３₁ で通信予約パケット１０３を送出した後、シーケンスＳｅｑ１３₁ からＳｅｑ１４₁ の間、通信局１_a は、図７のステップＳ６４およびＳ６６からなるループを繰り返し実行すると仮定する。この間、無線伝送路２上には信号が伝送されていないとすると、通信局１_a は、シーケンスＳｅｑ１４₁ の直後に実行するステップＳ６４で、当該シーケンスＳｅｑ１４₁ で送信された自局宛のデータパケット１０４を受信する。この時、通信局１_a は、上述したように、第２のＣＲＣ値を生成して、今回の受信パケットが自局宛のデータパケット１０４であると判定し、そこからデータブロックＤＢを取り出して保持する。
【０１１９】
その後、通信局１_a は、ステップＳ６５を行って、記憶部１３_a に登録された通信局１_b の有効期間ＶＰを値ΔＶＰだけデクリメントして、当該有効期間ＶＰを延長する。本説明では、値ΔＶＰは、値ΔＣと同じ値「１」とする。その結果、通信局１_b の有効期間ＶＰ_b は、現在「２」となる（図１３の矢印Ｄ参照）。
【０１２０】
その後、通信局１_a は、ステップＳ６のデータ通信フェイズから一旦抜けて、ステップＳ７に進む。通信局１_a は、通信予約パケット１０３を必要な個数送信していないので、ステップＳ６に戻って、データ通信フェイズの処理（図７参照）を再度行う。
【０１２１】
次に、通信局１_a は、登録された識別子ＩＤとしての「ｂ」を選択した後、前述と同様にして、有効期間ＶＰ_b として「２」を含む通信予約パケット１０３を組み立てる（ステップＳ６１〜Ｓ６３）。通信局１_a は、今回組み立てた通信予約パケット１０３を無線伝送路２を通じて通信局１_b に送信し（シーケンスＳｅｑ１３₂ ）、その後、自局宛のデータパケット１０４が送信されてくることを待機する（ステップＳ６４およびＳ６６）。
【０１２２】
通信局１_b は、シーケンスＳｅｑ１４₁ でデータパケット１０４を送出した後、図９の予約フェイズに移る。現時点では、カウンタ１２_b の値Ｃが「２」であり、基準値Ｃ_REF が「３」であることから、通信局１_b は、無処理で予約フェイズから抜けて、図１０のデータ通信フェイズに移る。今、シーケンスＳｅｑ１４₁ からＳｅｑ１３₂ の間、無線伝送路２上に信号が伝送されていないとすると、通信局１_b は、ステップＳ１４１、Ｓ１４６およびＳ１４７からなるループを繰り返し実行する。通信局１_b は、シーケンスＳｅｑ１３₂ の直後に実行するステップＳ１４１で、当該シーケンスＳｅｑ１３₂ で送信された通信予約パケット１０３を受信する。
【０１２３】
その後、通信局１_b は、ステップＳ１４２を行った後、データパケット１０４を１つ組み立てて、無線伝送路２を通じて通信局１_a に送信する（ステップＳ１４３，シーケンスＳｅｑ１４₂ ）。
次に、通信局１_b は、カウンタ１２_b の値ＣをΔＣだけデクリメントして（ステップＳ１４４）、「１」に更新する。その後、現時点では送信データが残っていると仮定すると、通信局１_b は、図８のステップＳ１５を行った後、ステップＳ１３の予約フェイズに戻る。
【０１２４】
シーケンスＳｅｑ１３₂ からＳｅｑ１４₂ の間、無線伝送路２上を信号が伝送されていないとすると、通信局１_a はステップＳ６４およびＳ６６からなるループを繰り返し実行する。通信局１_a は、シーケンスＳｅｑ１４₂ の直後のステップＳ６４で、当該シーケンスＳｅｑ１４₂ で送信されたデータパケット１０４を受信して、そこからデータブロックＤＢを取り出して保持する。
【０１２５】
その後、通信局１_a は、登録された通信局１_b の有効期間ＶＰを値ΔＶＰだけデクリメントして（ステップＳ６５）、「１」に更新する。
その後、通信局１_a は、ステップＳ６のデータ通信フェイズから抜けて、ステップＳ７に進む。通信局１_a は、通信予約パケット１０３を必要な個数送信したので、ステップＳ８を行って、次回の送信個数Ｍを決定する。本説明では、今回、送信個数Ｍは「１」と決定されたとする。
以上のシーケンスＳｅｑ１１〜１４が、最初の単位パケットフレームＰＦ₁ を構成する。
【０１２６】
その後、通信局１_a は、ステップＳ３の予約フェイズ、つまり図６のステップＳ３１に戻って、要求受付パケット１０１を１つ組み立て、無線伝送路２上に送出する（シーケンスＳｅｑ１５₁ ）。今回の要求受付パケット１０１には、送信確率値Ｐとして「０．５」が設定される。その後、通信局１_a は、自局とのデータ通信の要求を有する通信局１からの予約要求パケット１０２を待機する。
【０１２７】
今、説明の便宜のため、シーケンスＳｅｑ１５₁ で送信された要求受付パケット１０１に応答して、複数の通信局１（但し、通信局１_b を除く）が予約要求パケット１０２を同時に送信し、無線伝送路２上で通信衝突が生じたとする（シーケンスＳｅｑ１６₁ ）。
ここで、通信局１_b は、シーケンスＳｅｑ１５₁ の時点で、ステップＳ１３〜Ｓ１５からなるループを繰り返し実行しているが、予約フェイズのステップＳ１３１から直接データ通信フェイズに抜けるので、要求受付パケット１０１を受信しない点である。
【０１２８】
以下、図１４のフローチャートを参照して、通信局１_a および１_b の間における通信手順を説明する。
通信局１_a は、シーケンスＳｅｑ１５₁ の後、ステップＳ３２〜Ｓ３８で構成されるループを繰り返すが、所定時間Ｔ_PRE1が経過する前に、通信衝突を起こしている複数個の予約要求パケット１０２を受信するので、ステップＳ３３からステップＳ３７に抜ける。通信局１_a は、送信確率値Ｐを下げて（ステップＳ３７）、「０．４」に更新する。その後、通信局１_a は、図５のステップＳ４に戻り、送出済みの要求受付パケット１０１の個数が「１」であり、現在の個数Ｍが「１」であることから、ステップＳ５に進む。今回の予約フェイズでは、通信局１_a は、新しい通信局１からの予約要求パケット１０２を受け取れなかったので、今回のステップＳ５では、当該通信局１_b に対する送信頻度ＴＦ_b が再度「２」と決定されるとする（図１４の矢印Ｆ参照）。
【０１２９】
次に、通信局１_a は、図７のステップＳ６１〜Ｓ６３を実行して、登録された識別子ＩＤとしての「ｂ」を選択した後、通信予約パケット１０３を組み立てて、通信局１_b に送信する（シーケンスＳｅｑ１７₁ ）。今回の通信予約パケット１０３には、有効期間ＶＰとして「１」が設定される。その後、通信局１_a は、自局宛のデータパケット１０４が送信されてくることを待機する。
【０１３０】
通信局１_b は、シーケンスＳｅｑ１４₂ でデータパケット１０４を送信した後、通信局１_a からの通信予約パケット１０３を待機しており、シーケンスＳｅｑ１７₁ の直後に実行するステップＳ１４１で、当該通信予約パケット１０３を受信する。
【０１３１】
次に、通信局１_b は、ステップＳ１４２でカウンタ１２_b の値Ｃを、有効期間ＶＰの値「１」に更新した後に、ステップＳ１４３において、データパケット１０４を１つ組み立てて、無線伝送路２を通じて通信局１_a に送信する（シーケンスＳｅｑ１８₁ ）。
次に、通信局１_b は、ステップＳ１４４を行って、カウンタ１２_b の値ＣをΔＣだけデクリメントして「０」に更新する（図１４の矢印Ｇ参照）。その後、通信局１_b は、現時点では送信データ（データブロック）が残っていないとして（ステップＳ１５）、図８のステップＳ１１に戻る。
【０１３２】
通信局１_a がシーケンスＳｅｑ１７₁ で通信予約パケット１０３を送出した後、シーケンスＳｅｑ１８₁ の間、無線伝送路２上には信号が伝送されていないとする。かかる場合、通信局１_a は、シーケンスＳｅｑ１８₁ の直後に実行するステップＳ６４で、当該シーケンスＳｅｑ１８₁ で送信されたデータパケット１０４を受信して、そこからデータブロックＤＢを取り出して保持する。これによって、通信局１_a の通信制御部１１_a は、通信局１_b の送信データをすべて受け取ったこととなるので、当該送信データを上位層のアプリケーション等に送信する。
【０１３３】
その後、通信局１_a は、記憶部１３_a に登録された通信局１_b の有効期間ＶＰ_b を値ΔＶＰだけデクリメントして、「０」に更新する（ステップＳ６５）。
次に、通信局１_a は、図５のステップＳ７に進んで、通信予約パケット１０３を必要な個数送信していないことから、ステップＳ６に戻って、データ通信フェイズの処理を再度行う。
次に、通信局１_a は、登録された識別子ＩＤとしての「ｂ」を選択した後、前述と同様にして、今回は有効期間ＶＰ_b として「０」が設定された通信予約パケット１０３を組み立てる（ステップＳ６１〜Ｓ６３）。通信局１_a は、今回組み立てた通信予約パケット１０３を無線伝送路２を通じて通信局１_b に送信し（シーケンスＳｅｑ１７₂ ）、その後、当該通信局１_b からのデータパケット１０４を待機する。
【０１３４】
通信局１_b は、すべてのデータを通信局１_a に送信済みであるから、現時点では、新しい送信データが発生することを待機している（図８のステップＳ１１）。そのため、通信局１_b は、シーケンスＳｅｑ１７₂ で送信された通信予約パケット１０３を無視する。その結果、通信局１_a は、シーケンスＳｅｑ１７₂ の後、ステップＳ６４およびＳ６６からなるループを繰り返し実行するが、やがて、ステップＳ６６からＳ６７に抜ける。
次に、通信局１_a は、記憶部１３_a に登録された有効期間ＶＰ_b を値ΔＶＰだけインクリメントして、「１」に更新する（図１４の矢印Ｈ参照，ステップＳ６７）。
【０１３５】
次に、通信局１_a は、有効期間ＶＰ_b が基準値ＶＰ_REF 以上か否かを判断する（ステップＳ６８）。本説明では、基準値ＶＰ_REF は「４」に予め設定されていると仮定すると、通信局１_a は、有効期間ＶＰ_b が「１」であることから、図５のデータ通信フェイズから抜けてステップＳ７に遷移する。
通信局１_a は、通信予約パケット１０３を必要な個数送信済みであるから、ステップＳ８を行って、次回の送信個数Ｍを決定する。本説明では、今回、送信個数Ｍは「１」と決定されたとする。
以上のシーケンスＳｅｑ１５〜１８が、２回目の単位パケットフレームＰＦ₂ を構成する。
【０１３６】
通信局１_a は、３回目の単位パケットフレームＰＦ₃ 以降においても、単位パケットフレームＰＦ₂ と同様に動作して、通信局１_b に向けて通信予約パケット１０３を送信する。しかしながら、シーケンスＳｅｑ１８₁ 以降、通信局１_b は、新しい送信データが発生することを待機しており、自局宛の通信予約パケット１０３が送信されてきたとしても、これを無視する。
そのため、通信局１_a は、通信局１_b に向けて通信予約パケット１０３を送信する度に、ステップＳ６７を実行して、有効期間ＶＰを短縮する（図１４の矢印Ｉ参照）。そのため、やがて、通信局１_b の有効期間ＶＰは基準値ＶＰ_REF と等しくなる。通信局１_a は、ステップＳ６８において、通信局１_b の有効期間ＶＰが基準値ＶＰ_REF 以上になったと判断すると、ステップＳ６９において、通信局１_b のために登録した１組の通信速度Ｒ_b 、識別子ＩＤ、有効期間ＶＰ_b および送信頻度ＴＦ_b を記憶部１３_a から削除する。これによって、通信局１_a は、通信局１_b のために確保した帯域を解放する（図１４の矢印Ｊ参照）
【０１３７】
通信局１_a は、通信局１_b のために登録した１組の情報を削除した以降は、当該通信局１_b から新しい予約要求パケット１０２を受信しない限り、当該通信局１_b 向けの通信予約パケット１０３を送信しない。
【０１３８】
以上説明したように、受信局１_R としての通信局１_a は、予約要求パケット１０２の受信により、送信局１_T としての通信局１_b のために帯域を確保する。さらに、通信局１_a は、確保した帯域を管理するために、通信局１_b の識別子ＩＤ「ｂ」、通信速度Ｒ_b 、有効期間ＶＰ_b および送信頻度ＴＦ_b を１組して記憶部１３_a に登録する。ここで、有効期間ＶＰ_b は、通信局１_T のデータパケット１０４の送信状況に応じて延長または短縮される。かかる有効期間ＶＰが切れるまでの間、通信局１_a は、通信局１_b 向けの通信予約パケット１０３を送信頻度ＴＦ_b に基づいて自発的に送信して、帯域を確保し続ける。
【０１３９】
そのため、図１３および図１４に示すように、通信局１_b は、予約要求パケット１０２を一度通信局１_a に送信した後、有効期間ＶＰ_b の範囲内であれば、自局宛の通信予約パケット１０３に応答して、データパケット１０４をいち早く送信することができる。その結果、本通信システムＣＳでは、従来技術で説明したＳＲＭＡと比較して、帯域予約のための予約要求パケット１０２を送信する回数が大きく減る。これによって、本通信システムＣＳでは、帯域予約のためのオーバーヘッドが削減されるので、無線伝送路２の帯域を効率的に利用することができる。
【０１４０】
また、受信局１_R は、無線伝送路２上で通信衝突が起こっているとみなせる場合には、要求受付パケット１０１内の送信確率値Ｐを相対的に小さくするので、送信局１_T がたとえ受信局１_R への送信データを有していたとしても、予約要求パケット１０２を送信できる確率は小さくなる。つまり、送信局１_T が予約要求パケット１０２を送信できない場合がある。このように、受信局１_R は、送信確率値Ｐにより、無線伝送路２のトラフィックを制御して、無線伝送路２が輻輳状態に陥りにくくしている。
【０１４１】
また、送信局１_T からデータパケット１０４が送信される回数が少なければ、受信局１_R 側で管理される有効期間ＶＰがすぐに切れ、当該送信局１_T に割り当てた帯域が解放されるので、無線伝送路２の帯域を効率的に利用することができる。
【０１４２】
また、本通信システムＣＳでは、データ通信フェイズに入るまでに、送信局１_T および受信局１_R は、データ通信の相手方の識別子ＩＤを得ることができる。さらに、送信局１_T は、通信予約パケット１０３が自局宛であるか否かを、第１および第２のＣＲＣ値に基づいて判断する（図１２参照）。一方、受信局１_R は、データパケット１０４が自局宛であるか否かを第１および第２のＣＲＣ値に基づいて判断する。そのため、通信予約パケット１０３およびデータパケット１０４のそれぞれは、送信元の識別子ＳＩＤおよび受信先の識別子ＤＩＤを含む必要がなくなる。これによって、通信予約パケット１０３およびデータパケット１０４の長さを抑えることができ、無線伝送路２の帯域をさらに効率的に利用できる。
【０１４３】
なお、本通信システムＣＳ１では、通信局１間は無線伝送路２により接続されていたが、これに限らず、有線の伝送路で通信可能に接続されてもよい。
【０１４４】
また、図６のステップＳ３８で所定時間Ｔ_PRE1が経過した場合、受信局１_R は直接ステップＳ３６に進んでいた。しかし、受信局１_R は、所定時間Ｔ_PRE1の経過により、無線伝送路２には伝送信号がないと判断できる。受信局１_R は、かかる判断時点で帯域を確保している通信局１のいずれかに、通信予約パケット１０３を送信しても良い。
【０１４５】
また、図１０のステップＳ１４１およびＳ１４６において、送信局１_T は、自局宛の通信予約パケット１０３およびデータパケット１０４を受信していない場合、ステップＳ１４６およびＳ１４７に直接進んでいた。しかし、送信局１_T は、ステップＳ１４１およびＳ１４６において、他局宛の通信予約パケット１０３およびデータパケット１０４を受信する場合がある。かかる通信予約パケット１０３およびデータパケット１０４の受信後には無線伝送路２が輻輳状態にある可能性が低いので、送信局１_T は、ある通信局１への送信データがある場合に、当該通信局１に向けて予約要求パケット１０２を送信しても良い。
【０１４６】
また、本実施形態では、受信局１_R は、図７のステップＳ６５において送信局１_T からデータパケット１０４が送信されてくると、有効期間ＶＰを延長していた。しかし、これに限らず、受信局１_R は、送信局１_T からデータパケットが送信されてくると、次回、相対的に大きなサイズのデータパケット１０４を送信可能な通信予約パケット１０３を送信局１_T に送信しても良い。
【０１４７】
また、通信システムＣＳでは、受信局１_R が、データパケット１０４の受信および帯域の管理を行っていた。しかし、通信システムＣＳの１つの通信局１が、無線伝送路２の帯域を統括的に管理し、それ以外の２つの通信局１同士がデータ通信を行うようにしても良い。
【０１４８】
以上の図１３および図１４の通信手順では、送信局１_T が受信局１_R にデータを送信する場合について説明した。しかしながら、通信システムＣＳ内では、送信局１_T が受信局１_R にデータを送信している最中に、受信局１_R 側で送信局１_T への送信データが発生する場合がある。かかる場合、送信局１_T と受信局１_R との間では、図１５に示すような通信手順により、双方向のデータ通信が行われる。以下の説明では、図１３および図１４の場合と同様に、通信局１_a が受信局１_R として動作し、通信局１_b が送信局１_T として動作するとする。
【０１４９】
通信局１_a は、図１３のシーケンスＳｅｑ１１₁ およびＳｅｑ１１₂ と同様にして、要求受付パケット１０１を送信し（図１５；シーケンスＳｅｑ２１₁ ）、その応答である通信局１_b からの予約要求パケット１０２を受信する（シーケンスＳｅｑ２２₁ ）。通信局１_a は、予約要求パケット１０２を分解した後、通信局１_b のための帯域を確保する。以降、通信局１_a は、図１３のシーケンス１３₁ および１３₂ と同様に通信予約パケット１０３を通信局１_b に送信し（図１５；シーケンス２３₁ および２３₂ ）、当該通信局１_b は、シーケンス１４₁ および１４₂ と同様に当該各通信予約パケット１０３に応答して、データパケット１０４を組み立てて、通信局１_a に送信する（シーケンスＳｅｑ２４₁ およびＳｅｑ２４₂ ）。
【０１５０】
通信局１_a は、シーケンスＳｅｑ２４₂ で送信されたデータパケット１０４を受信すると、通信局１_b の有効期間ＶＰ_b を延長し（図７；ステップＳ６５）、その後、通信予約パケット１０３を必要な数だけ送信していない場合には、図５のステップＳ６（つまり、図７のステップＳ６１）に進む。通信局１_a は、通信局１_b の識別子ＩＤを再度選択したとすると（ステップＳ６１）、当該通信局１_b に送信するデータがあるか否かを判断する（ステップＳ６２）。ここで、通信局１_b へ送信するデータがある場合、通信局１_a は、データパケット１０４を組み立てて、通信局１_b に送信する（シーケンス２３₃ ）。
その後、通信局１_a は、通信局１_b からのデータパケット１０４を待機する。
【０１５１】
さて、通信局１_b は、シーケンスＳｅｑ２４₂ でデータパケット１０４を通信局１_a に送信した後、自局宛の通信予約パケット１０３を再度待機している（図１０のステップＳ１４１およびＳ１４７）。通信局１_b は、シーケンス２３₃ の後、無線伝送路２上のパケットを検出し、当該パケットを受信および分解して、受信したものが通信予約パケット１０３であるか否かを判断する（ステップＳ１４１）。かかる分解の途中に、通信局１_b は、受信パケットに設定されたパケット種別Ｔが通信予約パケット１０３を示していないので、ステップＳ１４６に進む。
【０１５２】
次に、通信局１_b は、パケット種別Ｔにより、今回受信したものがデータパケット１０４と判断し、さらに分解処理を進めて、そこからデータブロックＤＢを取り出す（ステップＳ１４６）。その後、通信局１_b は、ステップＳ１４３以降の処理を行う。その結果、通信局１_b は、通信局１_a からのデータパケット１０４の受信に応答して、当該通信局１_a へのデータパケット１０４を組み立てて送信する（ステップＳ１４３，シーケンスＳｅｑ２４₃ ）。以降、通信局１_a および１_b の間では、データパケット１０４のやりとりが行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る通信システムＣＳの全体構成を示すブロック図である。
【図２】図１の通信システムＣＳで行われる通信手順の概略を示すシーケンスチャートの前半部分である。
【図３】図１の通信システムＣＳで行われる通信手順の概略を示すシーケンスチャートの後半部分である。
【図４】図１の通信システムＣＳでやりとりされる各パケットのフレームフォーマットを示す図である。
【図５】受信局１_R が実行する処理の手順を示すメインフローチャートである。
【図６】受信局１_R 側での予約フェイズの詳細な処理手順を示すフローチャートである。
【図７】受信局１_R 側でのデータ通信フェイズの詳細な処理手順を示すフローチャートである。
【図８】送信局１_T が実行する処理の手順を示すメインフローチャートである。
【図９】送信局１_T 側での予約フェイズの詳細な処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】送信局１_T 側でのデータ通信フェイズの詳細な処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】受信局１_R の記憶部１３_R に登録される各情報を示す図である。
【図１２】通信予約パケット１０３およびデータパケット１０４の分解処理を説明するための図である。
【図１３】送信局１_T から受信局１_R へとデータを送信する場合の通信手順の一例を示すシーケンスチャートの前半部分である。
【図１４】送信局１_T から受信局１_R へとデータを送信する場合の通信手順の一例を示すシーケンスチャートの後半部分である。
【図１５】送信局１_T から受信局１_R へと、および受信局１_R から送信局１_T へとデータを送信する場合の通信手順を示すシーケンスチャートである。
【図１６】ＳＲＭＡが採用された通信システムを説明するための図である。
【符号の説明】
１…通信局
２…無線伝送路

Claims (16)

1. 送信局と受信局とが伝送路を介してデータ通信可能に接続され、当該受信局が、当該送信局とのデータ通信に使用する帯域を、データ通信前に予約する通信システムであって、
   前記送信局は、送信すべきデータが発生すると、帯域の確保を要求するための予約要求パケットを前記受信局に送信し、
   前記受信局は、
   前記送信局からの予約要求パケットに応答して帯域を確保し、
   確保された帯域を前記送信局に通知するための通信予約パケットを送信し、
   前記送信局は、
   発生したデータを基にデータパケットを生成し、
   前記受信局からの通信予約パケットにより通知された帯域を用いて、生成したデータパケットを送信し、
   前記受信局は、
   前記送信局のために確保した帯域の有効期間を記憶し、
   記憶された有効期間内には、前記送信局に対して通信予約パケットを自発的に繰り返し送信する、通信システム。
2. 前記送信局のために記憶された有効期間の初期値は予め定められており、
   前記受信局はさらに、
   所定のタイミングで、記憶された有効期間を短縮し、
   前記送信局からのデータパケットを受信すると、記憶された有効期間を延長し、
   予め定められた基準値と有効期間とが等しくなった時に、当該有効期間を削除し、
   有効期間が記憶されている間に限り、前記送信局に通信予約パケットを自発的にかつ繰り返し送信する、請求項１に記載の通信システム。
3. 前記送信局はさらに、自身を特定する識別子を予約要求パケットに設定し、
   前記受信局はさらに、
   前記送信局からの予約要求パケットに設定された識別子を、有効期間の初期値と共に記憶し、
   有効期間が削除される時に、当該有効期間と共に記憶された識別子を削除する、請求項２に記載の通信システム。
4. 前記受信局はさらに、前記送信局が予約要求パケットを送信することを許可するための要求受付パケットを、予め定められたタイミングで送信し、
   前記送信局はさらに、前記受信局からの要求受付パケットに応答して、予約要求パケットを送信する、請求項１に記載の通信システム。
5. 前記受信局はさらに、前記送信局が予約要求パケットを送信できる確率値を、要求受付パケットに設定し、
   前記送信局はさらに、前記受信局からの要求受付パケットに付加された確率値に基づいて、予約要求パケットを送信する、請求項４に記載の通信システム。
6. 前記受信局が前記伝送路上での通信衝突を検出した時、要求受付パケットには、相対的に低い確率値が設定される、請求項５に記載の通信システム。
7. 前記受信局が前記伝送路からの予約要求パケットを正しく受信した時、要求受付パケットには、相対的に高い確率値が設定される、請求項５に記載の通信システム。
8. 予め定められた時間の間、前記伝送路からの受信信号が無い時に、要求受付パケットには、相対的に高い確率値が設定される、請求項５に記載の通信システム。
9. 前記受信局はさらに、有効期間の値に基づいて、通信予約パケットを送信する時間間隔を変更する、請求項２に記載の通信システム。
10. 前記受信局はさらに、前記送信局が必要とする通信速度に基づいて、通信予約パケットを送信する時間間隔を変更する、請求項１に記載の通信システム。
11. 前記受信局はさらに、予め定められた時間の間、前記伝送路からの受信信号が無い時に、通信予約パケットを送信可能と判断する、請求項１に記載の通信システム。
12. 前記受信局はさらに、前記伝送路からデータパケットを受信した時に、通信予約パケットを送信可能と判断する、請求項１に記載の通信システム。
13. 前記送信局はさらに、前記伝送路からデータパケットを受信した時に、データパケットを送信可能と判断する、請求項１に記載の通信システム。
14. 前記送信局はさらに、前記伝送路からデータパケットまたは通信予約パケットを受信した時に、予約要求パケットを送信可能と判断する、請求項１に記載の通信システム。
15. 前記送信局はさらに、予め定められた時間の間、前記伝送路からの受信信号が無い時に、予約要求パケットを送信可能と判断する、請求項１に記載の通信システム。
16. 前記送信局はさらに、
    データパケットの送信時を起算点として時間の経過を測定し、
    起算点からの経過時間が、有効期間に関連する基準値と等しくなると、予約要求パケットを送信可能と判断する、請求項１に記載の通信システム。

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