JP4271987B2

JP4271987B2 - パケット通信端末

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Publication number: JP4271987B2
Application number: JP2003137831A
Authority: JP
Inventors: 一秀澤邉
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-05-15
Filing date: 2003-05-15
Publication date: 2009-06-03
Anticipated expiration: 2023-05-15
Also published as: WO2004102892A1; CN100345422C; CN1751478A; JP2004343449A; KR20060012263A; EP1624621A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パケット通信端末に関し、より特定的には、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（Ｒ）等のＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）においてパケットの送受信を行うパケット通信端末に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（Ｒ）等で用いられるアクセス方式は、ＣＳＭＡ／ＣＤ（ＣａｒｒｉｅｒＳｅｎｓｅＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓｗｉｔｈＣｏｌｌｉｓｉｏｎＤｅｔｅｃｔｉｏｎ）方式が広く利用されている。ＣＳＭＡ／ＣＤ方式では、パケットを送信する際、通信端末は伝送媒体上の信号を検出し、現在通信が行われているかどうかを確認する。通信が行われていない場合、当該通信端末はパケットを送信することができる。複数の通信端末がほぼ同時に送信を開始した場合、伝送媒体上でパケットの衝突が発生する。通信端末は、衝突を検出すると、送信を中止し、再び衝突が起きないようにランダムな時間の経過後、再送を行う。
【０００３】
さらに、上記の方法を用いて通信を行うＬＡＮにおいて、緊急に送信したいパケット（緊急パケット）を送信する技術が考えられている（例えば、特許文献１参照。）。この技術によれば、通信端末は、緊急パケットを送信する際に伝送媒体上に送信中のパケットがあると、故意に衝突を発生させる。そして、他の通信端末がランダム時間再送を待つ間に、自端末の緊急パケットを送信する。これによって、通信端末は、緊急パケットを他の通信端末より優先して送信することができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−３５５３２４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のＣＳＭＡ／ＣＤ方式においては、ある通信端末がパケットを送信している間は、そのパケットの送信が終了するまで、他の通信端末は送信を行うことができない。従って、パケットを送信中である通信端末以外の通信端末は、すぐに送信したいパケット（緊急パケット）がある場合でも、他の通信端末によるパケットの送信が終わるまで、緊急のパケットを送信することができない。また、緊急のパケットを送信しようとした結果、パケットの衝突が発生した場合、通信端末はランダム時間の間、送信を待たなければならないので、緊急パケットをすぐに送信することができない。
【０００６】
図１３は、従来のネットワークシステムにおけるパケットの送信方法を説明するための図である。図１３に示すネットワークシステムは、通信端末９１〜９４がネットワーク９５に接続された構成である。図１３において、例えば、通信端末９１が通信端末９３にパケットを送信している途中の状態を考える。この状態において、通信端末９２において送信すべきパケット（図１３に示す点線の矢印）が生じても、通信端末９２は、通信途中のパケット（図１３に示す実線の矢印）の送信が終了するまで、パケットを送信することができない。
【０００７】
また、上述した、故意に衝突を発生させる技術においては、通信端末は、自機が送信するパケットが緊急パケットか否かの判断のみを行い、伝送媒体上のパケットが緊急パケットであるか否かについては考慮されない。従って、伝送媒体上のパケットが（他の通信端末にとっては）緊急パケットである場合には、当該緊急パケットが潰されてしまう。図１３を例にとって説明すると、通信端末９１が通信端末９３にパケットを送信している途中の状態において、通信端末９２において送信すべき緊急パケット（図１３に示す点線の矢印）が生じたとする。この場合、故意に衝突を発生させる技術では、現在送信中のパケット（図１３に示す実線の矢印）が緊急パケットであるか否かにかかわらず、通信端末９２の緊急パケットが必ず送信されてしまう。以上より、従来の技術においては、ある通信端末が送信した緊急パケットを他の通信端末が潰してしまうおそれがあったので、緊急パケットを必ずしも確実に送信することができなかった。
【０００８】
それ故に、本発明の目的は、優先度の高いパケットを確実に送信することができるパケット通信端末を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
本発明は、上記目的を達成するために、以下の特徴を有する。すなわち、本発明は、複数の通信端末が単一の伝送媒体に接続されたネットワークシステムに含まれるパケット通信端末（以下、単に「通信端末」と呼ぶ。）である。ここで、通信端末間の通信のために伝送媒体上に送出されるパケットには、当該パケットを送信する優先度に関する優先度情報が含まれている。通信端末は、優先度情報取得部と、優先度判定部と、ジャム信号発生部と、パケット送出部とを備える。優先度情報取得部は、伝送媒体上に送出されている伝送中パケットに含まれる優先度情報を取得する。優先度判定部は、自機から他の通信端末へ送信すべき送信対象パケットに含まれる優先度情報と優先度情報取得部によって取得された優先度情報とに基づいて、送信対象パケットおよび伝送中パケットのいずれが優先されるかを判定する。ジャム信号発生部は、優先度判定部によって送信対象パケットが優先されると判定された場合、伝送媒体上においてパケットの衝突を発生させるためのジャム信号を発生する。パケット送出部は、優先度判定部によって送信対象パケットが優先されると判定された場合、ジャム信号が停止した後、伝送中パケットが再度送出されるまでに送信対象パケットを伝送媒体上に送出する。一方、優先度判定部によって伝送中パケットが優先されると判定された場合、伝送中パケットの送信が完了した後に送信対象パケットを送出する。
【００１０】
上記によれば、伝送中パケットと送信対象パケットとのいずれを優先すべきかが判断される。さらに、当該判断は、それぞれのパケットに含まれる優先度情報に基づいて行われる。従って、自機が送信するパケットと他機が送信するパケットとのうち、優先すべきパケットを正確に判断することができる。具体的には、自機の送信対象パケットが早く送信すべきパケットである場合でも、その時点で伝送中である他機の伝送中パケットが、より優先して送信すべきパケットである場合には、真に優先すべきパケット（この場合は、伝送中パケット）が優先されることとなる。以上より、上記通信端末によれば、優先度の高いパケットを確実に送信することができる。
【００１１】
なお、ネットワークシステムが、優先度情報を含まないパケットを伝送媒体上に送出する通信端末をさらに含む場合には、優先度判定部は次のようにしてもよい。すなわち、優先度判定部は、伝送中パケットに優先度情報が含まれていない場合、当該伝送中パケットの優先度を予め定められた所定レベルの優先度とし、送信対象パケットおよび伝送中パケットのいずれが優先されるかを判定してもよい。
【００１２】
上記によれば、優先度の不明なパケットを所定の優先度を持つパケットとして処理することができる。さらに、所定の優先度を最低レベルの優先度とすれば、優先度を持ったパケットを優先度の不明なパケットよりも優先して送信することができる。
【００１３】
また、通信端末は、経過時間測定部をさらに備えていてもよい。経過時間測定部は、伝送中パケットが伝送媒体上に送出されてからの経過時間を測定する。このとき、ジャム信号発生部は、優先度判定部によって送信対象パケットが優先されると判定された場合であって、かつ、経過時間が予め定められた所定時間を超えていない場合、ジャム信号を発生する。
【００１４】
上記によれば、経過時間が所定時間を超えている場合、ジャム信号が発生されず、伝送中パケットが送信対象パケットよりも先に送信される。つまり、伝送中パケットの送信がある程度進んでいる場合には、伝送中パケットの送信の完了を待って送信対象パケットが送信される。なお、経過時間を測定しない場合、伝送中パケットのうち大部分のデータを送信していても、より優先度の高いパケットが生じると当該伝送中パケットの送信は中止される。従って、この場合、伝送中パケットを最初から送信し直さなければならず、ネットワークシステム全体におけるパケット送信の効率が非常に悪くなるおそれがあった。これに対して、経過時間を測定することによって、伝送中パケットの送信があと少しで完了するか否かが判断できるようになるので、伝送中パケットの送信が完了する寸前に潰されることがない。従って、ネットワークシステム全体におけるパケット送信の効率を改善することができる。
【００１５】
なお、優先度情報が優先度を示す情報である場合には、優先度判定部は、送信対象パケットおよび伝送中パケットのうち、優先度が高い方のパケットが優先されると判定するようにしてもよい。また、優先度情報が、パケットに含まれている送信先または送信元の通信端末を示す情報である場合には、各通信端末は、優先情報記憶部をさらに備えていてもよい。優先情報記憶部は、優先度情報と、当該優先度情報を含むパケットの優先度との対応を示す優先情報を記憶する。このとき、優先度判定部は、優先情報を用いて送信対象パケットおよび伝送中パケットについて優先度を導出し、当該優先度が高い方のパケットが優先されると判定する。
【００１６】
上記のように、優先度情報が優先度自体を示す情報である場合、通信端末は容易に優先度の判断を行うことができる。また、優先度情報が送信先または送信元アドレスを示す情報である場合、パケット中に優先度を示す情報を含めなくとも、優先度の判断を行うことができる。従って、優先度を示す情報を含むパケットを送信しない通信端末を、優先度に従ってパケット送信を行うネットワークシステムに組み込むことができる。
【００１７】
なお、パケット送出部は、送信対象パケットの送出中において他の通信端末によってジャム信号が伝送媒体上に送出された場合、各通信端末に関してランダムな時間待機した後に、送信対象パケットを送出するようにしてもよい。また、パケット送出部は、送信対象パケットの送出中において他の通信端末によってジャム信号が伝送媒体上に送出された場合、伝送中パケットの送信が完了した後に送信対象パケットを送出するようにしてもよい。これによれば、伝送対象パケットの送信中に、他の通信端末によってより優先されるパケットが生じたことによって当該伝送対象パケットの送信が中止された場合であっても、当該他の通信端末のパケット送信が完了した後に、伝送対象パケットを確実に送信することができる。さらに、上述のランダムな時間の取り得る範囲は、送信対象パケットの優先度が高いほど当該時間が短くなるように設定されてもよい。これによれば、優先度の高いパケットほど待機時間が短くなるので、無駄なデータ伝送および無駄な優先度の判定処理を減らすことができる。
【００１８】
なお、本発明は、プログラムによって実現することが可能であり、これを記録媒体に記録して移送することにより、独立した他のコンピュータシステム（通信端末）で容易に実施することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明における詳細な実施の形態を説明する前に、本発明の理解を容易にする目的で、本発明の概要を説明する。図１は、本発明に係る通信端末を含むネットワークシステムを示す図である。図１に示すネットワークシステムは、通信端末１〜４がネットワーク５に接続された構成である。図１において、例えば、通信端末１が通信端末３にパケットを送信している途中の状態を考える。この状態において、通信端末２において送信すべきパケット（図１に示す点線の矢印）が生じると、通信端末２は、通信途中のパケット（図１に示す実線の矢印）と、自機が送信すべきパケットとのいずれを優先するかを判定する。そして、判定の結果、自機が送信すべきパケットが優先されると判定した場合、衝突を発生させて通信途中のパケットの送信を中止し、自機のパケットを先に送信する（図１参照）。一方、判定の結果、送信途中のパケットが優先されると判定した場合、通信途中のパケットの送信が完了した後に自機のパケットを送出する。本発明は、以上のような判定の結果に基づいてパケットの優先度を判定することによって、優先度の高いパケットを確実に判断し、それを先に送信するものである。
【００２０】
（実施の形態１）
図２は、実施の形態１に係る通信端末を含むネットワークシステムの構成を示すブロック図である。図２において、ネットワークシステムは、通信端末１がネットワーク５に接続された構成である。なお、図２では通信端末は１つのみであるが、複数の通信端末がネットワーク５に接続されているものとする。ネットワーク５は、伝送媒体で構成される通信ネットワークである。なお、以下の実施の形態１〜３では、伝送媒体をＥｔｈｅｒｎｅｔ（Ｒ）とし、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式を用いたパケットの送受信が行われることとする。
【００２１】
図２において、通信端末１は、優先度情報取得部１１と、優先度情報記憶部１２と、優先度判定部１３と、ジャム信号発生部１４と、通信部１５と、優先情報記憶部１６とを備える。通信部１５は、伝送媒体上のパケットを読み出したり、伝送媒体を介して他の通信端末へパケットを送信したりする。さらに、通信部１５は、伝送媒体上で生じるパケットの衝突を検出する。
【００２２】
ネットワークシステムに含まれるいずれかの通信端末によって伝送媒体上にパケットが送出されると、通信部１５は送出されたパケットを検知する。優先度情報取得部１１は、伝送媒体上に送出されたパケットに含まれる優先度情報を、通信部１５を介して当該パケットから取得する。優先度情報とは、パケットを送信する優先度に関する情報である。すなわち、優先度とは、パケットを送信する優先順位を示す優情報である。優先度は、具体的には、優先順位を示す数値（後述する優先値）であってもよいし、「高優先」、「低優先」といった、優先順位を示すレベル（後述する優先レベル）を示す情報であってもよい。実施の形態１では、優先度情報として優先値がパケットに含まれる。なお、以下において、伝送媒体上に送出されているパケット、つまり、伝送中のパケットを伝送中パケットと呼ぶ。優先度情報記憶部１２は、優先度情報取得部１１で取得した優先度情報を記憶する。記憶された優先度情報は、通信端末１がパケットを送信する処理において用いられる。
【００２３】
通信端末１において送信すべきパケット（以下、「送信対象パケット」と呼ぶ。）が生じると、優先度判定部１３は、送信対象パケットに含まれる優先度情報と伝送中パケットに含まれる優先度情報とに基づいて、送信対象パケットおよび伝送中パケットのいずれが優先されるか（優先して送信すべきか）を判定する。なお、実施の形態１においては、この判定を行うために優先情報が用いられる。優先情報は、優先値と、優先度レベルとを対応付けた情報である。優先情報は、優先情報記憶部１６に記憶されている。なお、優先情報の具体的な内容については、後述する図６に示されている。ジャム信号発生部１４は、優先度判定部１３の結果に応じてジャム信号を発生する。ジャム信号とは、伝送媒体上においてパケットの衝突を発生させるために、伝送媒体に送出される信号である。つまり、ジャム信号発生部１４は、故意に衝突を発生させるためにジャム信号を発生する。なお、ジャム信号は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（Ｒ）で行われているＣＳＭＡ／ＣＤ方式で衝突が発生した場合のジャム信号と同等のものでよい。
【００２４】
以下、実施の形態１に係る通信端末１の動作を説明する。通信端末１の処理は、大別するとパケットの受信に関する処理と、パケットの送信に関する処理とに分けられる。これらの処理は、非同期に動作する。
【００２５】
図３は、パケットの受信に関する通信端末１の処理の流れを示すフローチャートである。パケットの受信に関する処理とは、伝送中パケットを検出し、伝送中パケットに含まれている優先度情報を取得する処理である。図３において、まず、通信部１５は、伝送媒体上のパケット（すなわち、伝送中パケット）を検出したか否かを判定する（ステップＳ１０１）。具体的には、通信部１５は、伝送媒体であるＥｔｈｅｒｎｅｔ（Ｒ）ケーブルを監視し、パケットの開始部分であるプレアンブルを検出したか否かを判定する。
【００２６】
図４は、実施の形態１において使用されるパケットのフォーマットの例を示す図である。実施の形態１では、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑで規定されているＶＬＡＮ（ＶｉｒｔｉａｌＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）タグ付きのフォーマットを用いるものとする。ステップＳ１０１においては、図４に示すパケットのプレアンブル（８バイト）を検出することによって、パケットを受信することができる。なお、ＶＬＡＮタグのないパケットの場合も同様に、プレアンブルを検出することによってパケットを受信することができる。このように、伝送中パケットの受信方法は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（Ｒ）において通常行われている方法でよい。
【００２７】
ステップＳ１０１の判定において、伝送中パケットを検出した場合、通信部１５は、当該伝送中パケットを受信して、ステップＳ１０２の処理を行う。一方、伝送中パケットを検出していない場合、ステップＳ１０１の処理を繰り返す。つまり、通信部１５は、伝送中パケットが検出されるのを待ち、伝送中パケットを検出するとステップＳ１０２の処理を行う。
【００２８】
次に、優先度情報取得部１１は、受信した伝送中パケットに優先度情報が含まれているか否かを判定する（ステップＳ１０２）。図４の例であれば、ステップＳ１０２の判定は、図４に示すＴＰＩ（ＴａｇＣｏｎｔｒｏｌＩｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）フィールド（２バイト）が０ｘ８１−００の値になっているか否かによって行うことができる。ステップＳ１０２の判定において、伝送中パケットに優先度情報が含まれていない場合、図３に示す処理が終了する。一方、伝送中パケットに優先度情報が含まれている場合、ステップＳ１０３の処理が行われる。
【００２９】
ステップＳ１０２の判定結果が肯定である場合、優先度情報取得部１１は、伝送中パケットに含まれている優先度情報を取得する（ステップＳ１０３）。実施の形態１では、優先度情報は、図４に示すＴＣＩ（ＴａｇＣｏｎｔｒｏｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）フィールド（２バイト）中のＵｓｅｒ−Ｐｒｉｏｒｉｔｙ（図４では「ＵＰ」と示す。）フィールド（３ビット）である。つまり、ステップＳ１０３においては、優先度情報取得部１１は、このＵｓｅｒ−Ｐｒｉｏｒｉｔｙフィールドを取得することによって優先度情報を取得する。なお、実施の形態１においては、３バイトのＵｓｅｒ−Ｐｒｉｏｒｉｔｙフィールドには、優先値が含まれている。優先値は、０〜７のいずれかの数値を示し、大きな数値ほど優先度が高いことを示す数値である。取得された優先度情報（０〜７のいずれかの数値）は、優先度情報記憶部１２に記憶される（ステップＳ１０４）。以上のステップによって、図３に示す処理が完了する。通常、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（Ｒ）では、自機宛のパケットであれば上位層の処理が行われ、自機宛のパケットでなければ処理が行われない。しかし、以上において説明したように、実施の形態１におけるパケットの受信処理においては、自端末宛、他端末宛に問わず、伝送媒体上にパケットが送出される度に当該パケットの優先度情報が取得される。
【００３０】
図５は、パケットの送信に関する通信端末１の処理の流れを示すフローチャートである。パケットの送信に関する処理とは、伝送中パケットの優先度と送信対象パケットの優先度とに基づいて、通信端末１が送信対象パケットを送信する処理である。
【００３１】
図５において、まず、通信部１５は、通信端末１において送信対象パケットがあるか否か（他の通信端末へ送信すべきパケットが生成されたか否か）を判定し（ステップＳ２０１）、送信対象パケットがある場合、ステップＳ２０２の処理を行う。一方、送信対象パケットがない場合、通信部１５は、ステップＳ２０１の処理を繰り返す。つまり、通信部１５は、送信対象パケットが生成されるのを待ち、送信対象パケットが生成されるとステップＳ２０２の処理を行う。
【００３２】
次に、通信部１５は、伝送媒体上の信号を検出し（ステップＳ２０２）、伝送媒体が空いているか否かを判定する（ステップＳ２０３）。ステップＳ２０３の判定は、ステップＳ１０１と同様、伝送中パケットのプレアンブルを検出することによって行われる。すなわち、プレアンブルが検出されれば、伝送媒体上に伝送中パケットがあるので、伝送媒体が空いていないと判定され、ステップＳ２０４の処理が行われる。一方、プレアンブルが検出されなければ、伝送媒体上に伝送中パケットがないので、伝送媒体が空いていると判定され、ステップＳ２０７の処理が行われる。
【００３３】
ステップＳ２０３の判定が否定であった場合、優先度判定部１３は、伝送中パケットの優先度と送信対象パケットの優先度とを比較する（ステップＳ２０４）。実施の形態１においては、ステップＳ２０４における比較は、パケットに含まれる優先値を用いて行われるのではなく、優先値を変換した優先レベルを用いて行われる。そのため、ステップＳ２０４の判定は、優先度情報記憶部１２に記憶されている優先度情報および、送信対象パケットに含まれている優先度情報に加え、優先情報記憶部１６に記憶されている優先情報に基づいて行われる。以下、ステップＳ２０４の判定処理を詳細に説明する。
【００３４】
図６は、実施の形態１における優先情報の一例を示す図である。図６に示すように、優先情報には、優先値と、優先度レベルと、パケットの種類とが対応付けて格納されている。上述のように、優先値は、「０」から「７」までのいずれかの数値である。また、実施の形態１では、優先度レベルは、優先度の高いもの順に、「最高優先」、「高優先」、「中優先」、および「低優先」という４段階に分けられている。なお、ここでは、優先レベルを４段階に分けたがこれに限定しない。また、優先度の各レベルに応じて、パケットの種類が対応付けられている。
【００３５】
図６において、制御系のパケットは、優先度のレベルとして「最高優先」が割り当てられる。この場合、当該パケットは、優先度情報が数値「７」を示すように生成される。また、リアルタイム音声系のパケットは「高優先」が割り当てられ、リアルタイム動画系パケットは「中優先」が割り当てられる。リアルタイム音声系のパケットの優先度情報は数値「６」を示し、リアルタイム動画系のパケットの優先度情報は数値「５」を示す。また、その他のパケットは、「低優先」が割り当てられる。その他のパケットの優先度情報は、数値「０」から「４」のいずれかを示す。なお、実施の形態１においては、優先情報は、各通信端末において共通の内容で、予め設定してあるものとする。
【００３６】
ステップＳ２０４の判定処理では、図６に示す優先情報を用いて、伝送中パケットの優先度と送信対象パケットの優先度とが比較される。具体的には、伝送中パケットに含まれる優先値から伝送中パケットの優先レベルが導出され、送信対象パケットの優先値から送信対象パケットの優先レベルが導出される。伝送中パケットの優先値は、図３に示す処理によって優先度情報記憶部１２に記憶されている。従って、伝送中パケットの優先レベルは、優先度情報記憶部１２に記憶されている優先値と、優先情報とから導出することができる。一方、送信対象パケットにも、伝送中パケットと同様に優先値が含まれているので、送信対象パケットの優先レベルは、当該送信対象パケットの優先度情報と、優先情報とから導出することができる。ステップＳ２０４では、優先度判定部１３は、伝送中パケットおよび送信対象パケットについて、以上のように導出される優先レベルを用いて比較を行う。
【００３７】
次に、優先度判定部１３は、ステップＳ２０４の比較の結果に基づいて、自機が送信したいパケット（送信対象パケット）を優先するか否かを判定する（ステップＳ２０５）。具体的には、ステップＳ２０３の比較の結果、送信対象パケットの優先レベルが伝送中パケットの優先レベルよりも高い場合、送信対象パケットを優先すると判定する。一方、送信対象パケットの優先レベルが伝送中パケットの優先レベルと同じであるか、または、それよりも低い場合、送信対象パケットを優先しない（伝送中パケットを優先する）と判定する。
【００３８】
例えば、伝送媒体上で現在送信中のパケット（伝送中パケット）がファイル転送のためのＦＴＰ（ＦｉｌｅＴｒａｎｓｆｅｒＰｒｏｔｏｃｏｌ）のパケットであり、自通信端末から送信したいパケット（送信対象パケット）が、例えばＶｏＩＰ（ＶｏｉｃｅｏｖｅｒＩＰ）で用いられるような、リアルタイムの音声系のパケットである場合を考える。この場合、伝送中パケットの優先値は、「４」以下である（例えば、「４」であるとする。）。従って、図３に示す処理において取得される優先度情報は、優先度情報記憶部１２に「４」として記憶される。一方、送信対象パケットの優先値は、「６」である。従って、送信対象パケットの優先レベルは「高優先」であり、伝送中パケットの優先レベルは「低優先」であるので、送信対象パケットの方を優先して送信しなければならないことがわかる。
【００３９】
ステップＳ２０５の判定において、伝送中パケットを優先すると判定された場合、ステップＳ２０２の処理が行われる。この場合、伝送中パケットの送信が完了して伝送媒体に空きができるまで、ステップＳ２０２、Ｓ２０３、Ｓ２０４およびＳ２０５の処理が繰り返される。なお、他の実施の形態においては、ステップＳ２０５の次に、伝送媒体に空きができることを待ち、それからステップＳ２０２の処理に戻るようにしてもよい。一方、ステップＳ２０５の判定において、送信対象パケットを優先すると判定された場合、ジャム信号発生部１４は、ジャム信号を発生させる（ステップＳ２０６）。これによって、伝送路上で衝突が発生し、伝送中パケットの送信が中止されることとなる。
【００４０】
ステップＳ２０７においては、通信部１５は、送信対象パケットの送信を開始する。つまり、送信対象パケットを伝送媒体であるネットワーク５上に送出する。なお、ステップＳ２０６においてジャム信号が発生された場合、ステップＳ２０７の処理は、ジャム信号が終了した直後に行われる。ステップＳ２０７の次に、通信部１５は、伝送媒体上の衝突を監視し、衝突が発生したか否かを判定する（ステップＳ２０８）。ここで、衝突が発生するのは、他の通信端末（通信端末１以外の通信端末）が、通信端末１によって送出されたパケットよりも優先度レベルが高いパケットを送信する場合である。ステップＳ２０８において衝突が発生したと判定されると、ジャム信号発生部は、ジャム信号を発生し（ステップＳ２０９）、ランダム時間の間待機する（ステップＳ２１０）。その後、送信対象パケットの再送を行う（ステップＳ２０２〜Ｓ２０７）。
【００４１】
一方、ステップＳ２０８において、衝突が発生せずに送信対象パケットの送信が終了する（ステップＳ２１１）と、優先度情報記憶部１２に記憶されている優先度情報が初期化される（ステップＳ２１２）。具体的には、優先度情報記憶部１２に記憶されている内容を「０」にする。以上によって、図５に示す処理が終了する。
【００４２】
以上のように、実施の形態１によれば、伝送中パケットと送信対象パケットとのいずれを優先すべきかを判定することによって、優先度の高いパケットを確実に優先して送信することができる。例えば、送信対象パケットが伝送中パケットよりも優先度が高い場合は、送信対象パケットを伝送中パケットよりも優先して送信することができる。一方、送信対象パケットよりも優先度の高い伝送中パケットがすでに送信されている場合は、伝送中パケットを潰すことなく優先して送信することができる。
【００４３】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２に係る通信端末について説明する。実施の形態２に係る通信端末は、優先度を持たない通信端末（優先度に従った送信をしない端末）が含まれる場合を考慮した形態である。なお、通信端末および通信端末の構成は、図２と同様である。実施の形態２においては、パケットを受信する処理およびパケットを送信する処理が、実施の形態１とは異なる。従って、以下においては、実施の形態１との相違点を主に説明する。
【００４４】
図７は、優先度情報が含まれていないパケットのフォーマットの例を示す。図７に示すパケットは、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（Ｒ）バージョン２のパケットである。図７に示すパケットにおいても、図４に示すパケットと同様、プレアンブルを検出することでパケットを受信することができる。また、図７に示すような優先度を持たないパケットについて優先度があるか否かを判定する（ステップＳ１０２）には、図７に示すタイプフィールドを調べればよい。具体的には、図７に示すタイプフィールドに０ｘ８１−００以外の値が入っていれば、優先度を持たないと判断できる。例えば、ＩＰ（ＩｎｔｅｒｎｅｔＰｒｏｔｏｃｏｌ）であれば、０ｘ０８−００の値となる。
【００４５】
図８は、実施の形態２における、パケットの受信に関する通信端末の処理の流れを示すフローチャートである。なお、図８において、図３と同様のステップについては同じステップ番号を付し、説明を省略する。実施の形態２においては、ステップＳ１０２の判定において伝送中パケットに優先度情報が含まれていないと判定された場合、優先度情報記憶部１２には、「優先度なし」という情報が記憶される（ステップＳ３０１）。例えば、優先度情報記憶部１２に”ＮＵＬＬ”が記憶される。ステップＳ３０１の後、図８に示す処理は終了する。なお、実施の形態１では、ステップＳ１０２の判定において伝送中パケットに優先度情報が含まれていないと判定された場合、優先度情報記憶部１２には何も記憶されない。これに対して、実施の形態２においては、優先度情報が含まれていないパケットが検出された場合、「優先度なし」を示す情報が記憶される。
【００４６】
図９は、実施の形態２における、パケットの送信に関する通信端末の処理の流れを示すフローチャートである。なお、図９において、図５と同様のステップについては同じステップ番号を付し、説明を省略する。実施の形態２においては、ステップＳ２０３の判定が否定であった場合、伝送中パケットに優先度があるか否かを判定する（ステップＳ４０１）。この判定は、優先度情報記憶部１２に記憶されている情報を参照することによって行われる。すなわち、優先度情報記憶部１２に優先値が記憶されている場合、伝送中パケットに優先度があると判定され、ステップＳ２０４の処理が行われる。一方、優先度情報記憶部１２に“ＮＵＬＬ”が記憶されている場合、伝送中パケットに優先度がないと判定され、ステップＳ２０６の処理が行われる。つまり、実施の形態２においては、優先度情報記憶部１２に”ＮＵＬＬ”と記憶されていれば、優先度判定部１３における処理（ステップＳ２０４およびＳ２０５）をとばして、ジャム信号発生部１４においてジャム信号を発生させる。このように、実施の形態２においては、伝送中パケットに優先度がない場合、優先度を比較することなしにジャム信号が発生するので、必ず送信対象パケットが優先して送信されることとなる。
【００４７】
以上のように、実施の形態２においては、通信端末に優先度を持たない通信端末（優先度に従った送信をしない端末）が含まれる場合であっても、優先度に従ったパケット送信を行うことができる。
【００４８】
なお、実施の形態２においては、ステップＳ２１２における初期化の際、優先度情報記憶部１２に優先値を記憶する代わりに、“ＮＵＬＬ”を記憶してもよい。また、実施の形態２ではステップＳ３０１において優先度情報記憶部１２に“ＮＵＬＬ”を設定したが、他の実施形態においては、優先値（例えば、「０」）を設定するようにしてもよい。これによっても、優先度を持たない通信端末に対応することができる。
【００４９】
（実施の形態３）
次に、実施の形態３に係る通信端末について説明する。実施の形態３に係る通信端末では、伝送中パケットが伝送媒体上に送出されてからの経過時間が測定される。そして、測定された経過時間が所定時間を超えている場合、通信端末は、送信対象パケットの優先度が高くても伝送中パケットの送信を継続する。つまり、実施の形態３では、伝送中パケット全体のうち、ある程度のデータについて送信が完了している場合には、たとえ送信の途中に優先度がより高いパケットが生じても、伝送中パケットの送信を優先する。これによって、送信がほとんど完了しているパケットを再度送信することがなくなるので、効率良くパケットを送信することができる。
【００５０】
図１０は、実施の形態３に係る通信端末の構成を示すブロック図である。なお、図１０において、図２と同様の構成要素については同じ参照符号を付し、説明を省略する。図１０に示す通信端末６が、図２と異なる点は、経過時間測定部３１をさらに備える点である。経過時間測定部３１は、伝送中パケットが送信されている時間、すなわち、伝送中パケットが伝送媒体上に送出されてからの経過時間を測定する。
【００５１】
図１１は、実施の形態３における、パケットの受信に関する通信端末６の処理の流れを示すフローチャートである。なお、図１１において、図３および図８と同様のステップについては同じステップ番号を付し、説明を省略する。実施の形態３においては、ステップＳ１０１の判定が肯定であった場合、経過時間測定部３１は、経過時間の測定を開始する（ステップＳ５０１）。ステップＳ５０１の後、ステップＳ１０２の処理が行われる。
【００５２】
図１２は、実施の形態３における、パケットの送信に関する通信端末６の処理の流れを示すフローチャートである。なお、図１２において、図５および図９と同様のステップについては同じステップ番号を付し、説明を省略する。実施の形態３においては、ステップＳ２０３の判定が否定であった場合、経過時間測定部３１で測定された経過時間が所定時間を超えたか否かが判定される（ステップＳ６０１）。ここで、所定時間は、あと少しで伝送中パケットの送信が完了すると考えられる時間に設定されることが好ましい。例えば、ＩＰのパケットが、１５００バイト単位でＥｔｈｅｒｎｅｔ（Ｒ）のパケットにカプセル化されて送信される場合を想定する。この場合、所定時間は、例えば１．２ｍｓｅｃとすればよい。この１．２ｍｓｅｃという時間は、１５００バイトのデータを１０Ｍｂｐｓ（ｂｉｔｐｅｒｓｅｃｏｎｄ）で送信するのに要する時間である。つまり、パケットが送信されてから１．２ｍｓｅｃ経っていれば、残り（パケット全体のうち、送信されていないデータ）は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（Ｒ）のパケットの部分のみであるので、あと少しで送信が完了すると考えられる。
【００５３】
ステップＳ６０１において、経過時間が所定時間を超えていると判定された場合、ステップＳ２０２の処理が行われる。つまり、伝送中パケットの送信があと少しで完了する場合、通信端末６は、当該伝送中パケットの送信が完了するまで送信対象パケットの送信を待つ。一方、経過時間が所定時間を超えていないと判定された場合、ステップＳ４０１の処理が行われる。この場合は、実施の形態１および２の処理と同様である。つまり、送信対象パケットの方が優先度が高ければ、伝送中パケットの送信を中止し、送信対象パケットを先に送信する。
【００５４】
また、実施の形態３では、ステップＳ２１２の次に、経過時間測定部３１は、経過時間を初期値に設定する（ステップＳ６０２）。すなわち、経過時間を０に設定する。伝送中パケットの送信が途中で中止され、送信対象パケットが優先して送信された場合、ステップＳ６０２の処理の時点では経過時間がまだ測定され続けている。ステップＳ６０２の処理は、経過時間の測定を中止し、経過時間を初期化するための処理である。
【００５５】
以上のように、実施の形態３によれば、すでに送信されているパケット（伝送中パケット）の送信があと少しで完了するか否かを判断することによって、あと少しで送信完了するパケットを潰すことがない。従って、効率の良いパケット送信が可能となる。
【００５６】
なお、実施の形態３では、所定時間を１．２ｍｓｅｃにしたが、特にこれに限定するものではない。所定時間は、パケット全体のうち例えば５０％のデータが送信される時間に設定されてもよいし、８０％のデータが送信される時間に設定されてもよい。伝送中パケットの送信を中止することによる無駄なデータ伝送を減らしたい場合は、所定時間を短く設定すればよい。また、所定時間の具体的な数値は、パケットの大きさや、伝送媒体の伝送速度等に基づいて決定される。
【００５７】
また、実施の形態３では、経過時間が所定時間を超えたか否かの判定は、優先度に従ってパケットの送信を行うか否かを判断するために用いられた。ここで、他の実施の形態では、経過時間と優先度とを組み合わせて、伝送中パケットと送信対象パケットとのいずれを優先させるかを判断するようにしてもよい。例えば、優先度が最も高い（例えば図６に示す「最高優先」）パケットについては、経過時間にかかわらず必ず優先させて送信し、それ以外のパケットについては、経過時間が所定時間を超えていない場合にのみ、優先度に従ってパケットの送信を行うようにしてもよい。また、実施の形態３では、自端末のパケットの送信が完了したことに応じて経過時間が初期化されたが、他の実施の形態では、伝送媒体上のパケットの送信が完了したことに応じて、経過時間の測定を中止し、経過時間を初期化するようにしてもよい。
【００５８】
以上のように、上記実施の形態１〜３によれば、ＬＡＮにおいて、優先度の高いパケットを優先した送信が可能となる。さらに、優先度の高いパケットがすでに送信されている時は、そのパケットを潰さずに送信することができ、リアルタイム伝送に適したデータ伝送が可能となる。
【００５９】
なお、実施の形態１〜３では、優先度情報は、ＩＥＥＥ８０２．１ｐで規定されたＵｓｅｒ−Ｐｒｉｏｒｉｔｙフィールドを用いたが、これに限定しない。例えば、図４に示す送信元アドレスや送信先アドレスを優先度情報としてもよい。この場合、パケットの送信元の通信端末や送信先の通信端末に応じて、優先度を決定することができる。なお、この場合、各通信端末は、送信元アドレスまたは送信先アドレスと、優先度（例えば、図４に示す優先レベル）とを対応付けた優先情報を用意する必要がある。また、実施の形態１〜３では、優先値を優先レベルに変換して、変換した優先レベルに基づいて優先度に関する判定を行った（ステップＳ２０５）が、優先値に基づいて当該判定を行ってもよい。この場合、優先情報は不要となる。
【００６０】
また、実施の形態１〜３では、通信端末が送信対象パケットを送信する場合、ジャム信号を発生させた後、直ちにパケットを送信した（ステップＳ２０７）。ここで、他の実施の形態では、送信対象パケットの送信は、ジャム信号によって送信を中止した伝送中パケットよりも先に行われればよい。つまり、送信対象パケットの送信は、他の通信端末が待機するランダム時間以内に開始すればよい。
【００６１】
また、実施の形態１〜３では、送信対象パケットが伝送中パケットよりも優先度が低い場合（ステップＳ２０５の判定が否定となる場合）、通信端末は、伝送媒体が空くまで送信対象パケットの送信を待機するようにした。ここで、他の実施の形態では、ステップＳ２０５の判定が否定となった場合、ランダム時間待機した後に送信対象パケットの送信を開始するようにしてもよい。また、実施の形態１〜３では、ステップＳ２１０において送信対象パケットの送信をランダム時間待機したが、他の実施の形態では、伝送媒体が空くまで送信対象パケットの送信を待機するようにしてもよい。
【００６２】
また、実施の形態１〜３では、ステップＳ２１０におけるランダム時間は、各通信端末についてランダムな時間となればよく、ランダム時間の取り得る時間の範囲は、各通信端末で共通であった。ここで、他の実施の形態においては、送信すべきパケットの優先度に応じて、ランダム時間の取り得る範囲を変更するようにしてもよい。具体的には、パケットの優先度が高くなるにつれて、ランダム時間の取り得る時間が短い時間となるように、範囲を設定する。これによって、優先度の高いパケットほど待機時間が短くなるので、無駄なデータ伝送および無駄な優先度の判定処理を減らすことができるという効果がある。以下、この効果について説明する。
【００６３】
例えば、ランダム時間の待機状態にある通信端末が複数ある場合を考える。この場合において、すべての通信端末におけるランダム時間の取り得る範囲が同じであれば、優先度の低いパケットを送信する通信端末が先にパケットの送信を開始する可能性がある。しかし、優先度の低いパケットを送信する通信端末が先にパケットの送信を開始しても、その後、他の通信端末（優先度がより高いパケットを送信する通信端末）がパケットの送信を開始すると、先に送信が開始されたパケットの送信は中止されることとなる。従って、先に送信が開始されたパケットの送信は、無駄なデータ伝送となってしまう。また、当該他の通信端末がパケットの送信を開始する際に、優先度の判定処理が行われる。ここで、パケットの優先度が高いほどランダム時間の取り得る時間が短い時間となるように、ランダム時間の取り得る範囲を変更するように設定すれば、優先度の低いパケットを送信する通信端末が先にパケットの送信を開始する確率を小さくする（あるいは、０にする）ことができる。従って、上記のような無駄なデータ伝送を行わずに済み、かつ、優先度の判定処理を行う必要もない。
【００６４】
なお、実施の形態１〜３では、パケット受信の処理に関して、自機宛のパケットの処理や、壊れたパケットを受信した場合の処理等の異常処理については記述していないが、従来の方法と同様の方法でよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る通信端末を含むネットワークシステムを示す図である。
【図２】実施の形態１に係る通信端末の構成を示すブロック図である。
【図３】パケットの受信に関する通信端末の処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】実施の形態１において使用されるパケットのフォーマットの例を示す図である。
【図５】パケットの送信に関する通信端末の処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】実施の形態１における優先情報の一例を示す図である。
【図７】優先度情報が含まれていないパケットのフォーマットの例を示す。
【図８】実施の形態２における、パケットの受信に関する通信端末の処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】実施の形態２における、パケットの送信に関する通信端末の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】実施の形態３に係る通信端末の構成を示すブロック図である。
【図１１】実施の形態３における、パケットの受信に関する通信端末の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】実施の形態３における、パケットの送信に関する通信端末の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１３】従来のネットワークシステムにおけるパケットの送信方法を説明するための図である。
【符号の説明】
１，３通信端末
１１優先度情報取得部
１２優先度情報記憶部
１３優先度判定部
１４ジャム信号発生部
１５通信部
１６優先情報記憶部
３１経過時間測定部

Claims

複数の通信端末が単一の伝送媒体に接続されたネットワークシステムに含まれるパケット通信端末であって、
通信端末間の通信のために伝送媒体上に送出されるパケットには、当該パケットを送信する優先度に関する優先度情報が含まれており、
伝送媒体上に送出されている伝送中パケットに含まれる優先度情報を取得する優先度情報取得部と、
自機から他の通信端末へ送信すべき送信対象パケットに含まれる優先度情報と前記優先度情報取得部によって取得された優先度情報とに基づいて、送信対象パケットおよび伝送中パケットのいずれが優先されるかを判定する優先度判定部と、
前記優先度判定部によって送信対象パケットが優先されると判定された場合、伝送媒体上においてパケットの衝突を発生させるためのジャム信号を発生するジャム信号発生部と、
前記優先度判定部によって送信対象パケットが優先されると判定された場合、前記ジャム信号が停止した後、伝送中パケットが再度送出されるまでに送信対象パケットを伝送媒体上に送出し、前記優先度判定部によって伝送中パケットが優先されると判定された場合、伝送中パケットの送信が完了した後に送信対象パケットを送出するパケット送出部とを備え、
前記ネットワークシステムは、優先度情報を含まないパケットを伝送媒体上に送出する通信端末をさらに含み、
前記優先度判定部は、伝送中パケットに優先度情報が含まれていない場合、当該伝送中パケットの優先度を予め定められた所定レベルの優先度とし、送信対象パケットおよび伝送中パケットのいずれが優先されるかを判定する、パケット通信端末。
伝送中パケットが伝送媒体上に送出されてからの経過時間を測定する経過時間測定部をさらに備え、
前記ジャム信号発生部は、前記優先度判定部によって送信対象パケットが優先されると判定された場合であって、かつ、前記経過時間が予め定められた所定時間を超えていない場合、ジャム信号を発生する、請求項１に記載のパケット通信端末。
前記優先度情報は、パケットを送信する優先度を示す情報であり、
前記優先度判定部は、送信対象パケットおよび伝送中パケットのうち、前記優先度が高い方のパケットが優先されると判定する、請求項１に記載のパケット通信端末。
前記優先度情報は、パケットに含まれている送信先または送信元の通信端末を示す情報であり、
前記各通信端末は、前記優先度情報と、当該優先度情報を含むパケットの優先度との対応を示す優先情報を記憶する優先情報記憶部をさらに備え、
前記優先度判定部は、前記優先情報を用いて送信対象パケットおよび伝送中パケットについて優先度を導出し、当該優先度が高い方のパケットが優先されると判定する、請求項１に記載のパケット通信端末。
前記パケット送出部は、前記送信対象パケットの送出中において他の通信端末によってジャム信号が伝送媒体上に送出された場合、伝送媒体上に伝送中パケットがなくなるのを待って送信対象パケットを送出する、請求項１に記載のパケット通信端末。
複数の通信端末が単一の伝送媒体に接続されたネットワークシステムにおけるパケット送信方法であって、
通信端末間の通信のために伝送媒体上に送出されるパケットには、当該パケットを送信する優先度に関する優先度情報が含まれており、
自機から他の通信端末へ送信すべき送信対象パケットを送信する通信端末は、
伝送媒体上に送出されている伝送中パケットに含まれる優先度情報を取得し、
送信対象パケットに含まれる優先度情報と、取得された優先度情報とに基づいて、送信対象パケットおよび伝送中パケットのいずれが優先されるかを判定し、
対象パケットが優先されると判定された場合、伝送媒体上においてパケットの衝突を発生させるためのジャム信号を発生し、
前記ジャム信号が停止した後、伝送中パケットが再度送出されるまでに送信対象パケットを伝送媒体上に送出する、パケット送信方法であって、
前記ネットワークシステムは、優先度情報を含まないパケットを伝送媒体上に送出する通信端末をさらに含み、
前記送信対象パケットを送信する通信端末は、伝送中パケットに優先度情報が含まれていない場合、当該伝送中パケットの優先度を予め定められた所定レベルの優先度とし、送信対象パケットおよび伝送中パケットのいずれが優先されるかを判定する、パケット送信
方法。
複数の通信端末が単一の伝送媒体に接続されたネットワークシステムに含まれるパケット通信端末のコンピュータが読み取り可能なプログラムであって、
通信端末間の通信のために伝送媒体上に送出されるパケットには、当該パケットを送信する優先度に関する優先度情報が含まれており、
伝送媒体上に送出されている伝送中パケットに含まれる優先度情報を取得する優先度情報取得ステップと、
自機から他の通信端末へ送信すべき送信対象パケットに含まれる優先度情報と前記優先度情報取得ステップにおいて取得された優先度情報とに基づいて、送信対象パケットおよび伝送中パケットのいずれが優先されるかを判定する優先度判定ステップと、
前記優先度判定ステップにおいて送信対象パケットが優先されると判定された場合、伝送媒体上においてパケットの衝突を発生させるためのジャム信号を発生するジャム信号発生ステップと、
前記ジャム信号が停止した後、伝送中パケットが再度送出されるまでに送信対象パケットを伝送媒体上に送出するパケット送出ステップとを、前記コンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記ネットワークシステムは、優先度情報を含まないパケットを伝送媒体上に送出する通信端末をさらに含み、
前記優先度判定ステップにおいては、前記コンピュータは、伝送中パケットに優先度情報が含まれていない場合、当該伝送中パケットの優先度を予め定められた所定レベルの優先度とし、送信対象パケットおよび伝送中パケットのいずれが優先されるかを判定する、プログラム。