JP4578206B2 - 通信装置 - Google Patents

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Description

本発明は、特にアクセス方式としてＣＳＭＡ／ＣＡ(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)方式を用いる通信装置に関する。
無線ＬＡＮシステムにおけるＱｏＳ（Quality of Service）をサポートする無線チャネルアクセス制御方式として、ＥＤＣＡ(Enhanced Distributed Channel Access)方式が提案されている（非特許文献１参照）。このＥＤＣＡは、ＱｏＳに基づく優先度が与えられたデータストリームを、競合ベースであるＣＳＭＡ／ＣＡ(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)方式でアクセスする方式であり、優先度の高いデータストリームがチャネル競合に勝ちやすくなる仕組みになっている。
優先度の高いデータストリームが競合に勝ちやすくしている具体的な方法は以下の２点である。１つ目は、バックオフに入る直前の待ち時間ＡＩＦＳ(Arbitration Interframe Space)をＡＣ(アクセスカテゴリ；優先度の種類)毎に設定することである。２つ目は、バックオフのコンテンションウインドウ(ＣＷ)の最大値および最小値をＡＣ毎に設定することである。ここで、「バックオフ」とは、キャリアセンスするために設定されるランダムな時間のことである。また、「コンテンションウインドウ」とは、バックオフ値の取りうる範囲のことである。
各無線端末(ＳＴＡ)やアクセスポイント(ＡＰ)は、図１８に示すようにメディアがアイドルと判定した後に［所定の待ち時間(ＡＩＦＳなど)＋バックオフ]だけキャリアセンスを行い、その時点でメディアがアイドルの場合にデータ伝送を開始することができる。なお、図１８には２つの無線端末（無線端末＃１および無線端末＃２）に関して示している。
無線端末やアクセスポイントでは、コンテンションウィンドウ範囲内でバックオフ値をランダムに決定することにより、複数端末が同時に送信する確率すなわち衝突する確率を減らしている。衝突があった場合、各端末やアクセスポイントはその衝突回数に応じてバックオフのコンテンションウインドウを広げる(図１９参照)ことにより、再衝突する確率を減らしている（基本的なＣＳＭＡ／ＣＡ方式）。なお、図１９には、コンテンションウィンドウサイズの最小値（ＣＷｍｉｎ）が１５、最大値（ＣＷｍａｘ）が２５５の場合について示している。
上記の方法では、全てのデータストリームに対して同様の動作をしているため、優先度の高いデータが優先的に送信されるわけではない。そこで、非特許文献１では、図２０でカテゴライズされる優先度に応じてデータストリーム毎に所定の待ち時間ＡＩＦＳを設定することと、優先度に応じて再衝突を避けるために大きくされるコンテンションウインドウの最小値および最大値を変更する(図２１)ことで、より優先度の高いデータストリームが優先的に送信されやすくなる制御が行われる(図２２参照)。なお、図２２には、ａＣＷｍｉｎが１５の場合の無線端末＃１および無線端末＃２を示している。
"Draft Amendment to STANDARD Information Technology - Telecommunications and Information Exchange Between Systems - LAN/MAN Specific Requirements - Part 11: Wireless Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specifications: Medium Access Control (MAC) Quality of Service (QoS) Enhancements", IEEE P802.11e/D8.0, February 2004.
しかしながら、従来の通信システムにおいては、無線端末やアクセスポイントでは、図２１に示すようにデータの種類のみに従って所定の待ち時間ＡＩＦＳを決定しており、また、衝突回数が増えるに従ってコンテンションウインドウが大きくなるため、メディア混雑時には優先度の低いデータフレームがタイムアウトにより破棄されやすくなってしまい、そのため通信が不確実かつ不安定となってしまう。なお、送信データには、データの種類に応じた長さのタイムアウト時間が定められており、タイムアウト時間までにデータ送信が完了しない場合には、そのデータは破棄されてしまう。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、通信の確実性および安定性を向上する通信装置を提供することを目的とする。
本発明の通信装置は、データの種類に依存する所定待ち時間（ＡＩＦＳ）とバックオフ値とにより送信データの送信タイミングを制御する送信制御手段と、前記送信データの送信要求発生からの経過時間又は前記送信データの再送回数に応じて前記送信データのＡＩＦＳを調整するＡＩＦＳ設定手段と、を具備する構成を採る。
本発明によれば、通信の確実性および安定性を向上する通信装置を提供することができる。
本発明の各実施の形態は、アクセス方式にＣＳＭＡ／ＣＡを適用した無線ＬＡＮシステムにおける、無線端末およびアクセスポイントに関するものである。無線端末およびアクセスポイントは同一の構成を有しているので、無線端末のみについて説明を行う。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、実施の形態において、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は重複するので省略する。
（実施の形態１）
まず、本実施の形態に係る無線端末の構成について説明する。
図１に示すように、無線端末１００は、メモリ１１０と、符号化部１２０と、ＯＦＤＭ変調部１３０と、送信無線部１４０と、受信無線部１５０と、ＯＦＤＭ復調部１６０と、復号部１７０と、制御部１８０とを有する。
メモリ１１０は、入力される送信データを記憶し、制御部１８０から入力される送信許可指示に応じて、送信許可指信号に対応する送信データを送信信号として出力する。
符号化部１２０は、メモリ１１０からの出力信号に対して適切な誤り訂正符号化を行い、符号化後の送信信号をＯＦＤＭ変調部１３０に出力する。
ＯＦＤＭ変調部１３０は、符号化後の送信信号にインタリーブやＩＦＦＴ等のＯＦＤＭ伝送に必要な信号処理を行い、ＯＦＤＭ変調後の送信信号を送信無線部１４０に出力する。
送信無線部１４０は、ＯＦＤＭ変調後の送信信号をアンテナを介して送信する。
受信無線部１５０は、アンテナを通じて受信信号を受信し、ＲＦ処理を施してＲＦ処理後の受信信号をＯＦＤＭ復調部１６０および制御部１８０に出力する。
ＯＦＤＭ復調部１６０は、ＲＦ処理後の受信信号に、ＦＦＴやデインタリーブ等、ＯＦＤＭ信号受信に必要な受信信号処理を行い、ＯＦＤＭ復調後の受信信号を復号部１７０に出力する．
復号部１７０は、ＯＦＤＭ復調後の受信信号に適切な誤り訂正復号を施し、受信データを制御部１８０などに出力する。
制御部１８０は、入力されるＲＦ処理後の受信信号、受信データ、および送信データのデータ種別に基づいて、送信信号の送信制御を行う。
詳細には、制御部１８０は、ＡＩＦＳ管理部１８１と、コンテンションウィンドウ管理部１８２と、ランダムバックオフ設定部１８３と、キャリアセンス時間算出部１８４と、キャリアセンス部１８５と、送信可否判定部１８６と、ＡＣＫ判定部１８７と、経過時間測定部１８８とを有する。
送信データが発生したときには、まず、送信データの「データ種別」がＡＩＦＳ管理部１８１およびコンテンションウィンドウ管理部１８２に入力される。この「データ種別」とは、図２２に示す優先度を表すパラメータである。
ＡＩＦＳ管理部１８１は、ＡＩＦＳ値の制御を行うものであり、このＡＩＦＳ値の初期値はデータ種別に基づき設定される。また、ＡＩＦＳ管理部１８１は、経過時間測定部１８８にて計測される経過時間情報が入力され、この経過時間情報に応じてＡＩＦＳ値を算出する。このＡＩＦＳ値は、キャリアセンス時間算出部１８４に入力される。なお、ＡＩＦＳ値の算出方法については後述する。
コンテンションウィンドウ管理部１８２は、コンテンションウィンドウサイズの制御を行うものであり、このコンテンションウィンドウサイズの初期値はデータ種別に基づき決定される。また、コンテンションウィンドウ管理部１８２は、ＡＣＫ判定部１８７から入力される受信成否情報を入力し、送信信号ごとに受信側においての受信失敗を示す情報を受け取った回数（この回数は再送回数を意味する）をカウントし、その送信信号のデータ種別および再送回数に応じてコンテンションウィンドウサイズを決定する。なお、受信成功を示す受信成否情報の入力があったときには、コンテンションウィンドウ管理部１８２は、コンテンションウィンドウサイズを初期値に戻す。そして、決定されたコンテンションウィンドウサイズは、ランダムバックオフ設定部１８３に出力される。
ランダムバックオフ設定部１８３は、コンテンションウィンドウサイズの範囲内でランダムな値のバックオフ値を設定する。このバックオフ値は、キャリアセンス時間算出部１８４に入力される。
キャリアセンス時間算出部１８４は、ＡＩＦＳ管理部１８１からのＡＩＦＳ値およびランダムバックオフ設定部１８３からのバックオフ値の和をとり、キャリアセンス時間（単位はタイムスロット等）を算出する。そして、キャリアセンス時間算出部１８４は、ＡＩＦＳ値、バックオフ値およびキャリアセンス時間を送信可否判定部１８６に出力する。
キャリアセンス部１８５は、キャリアセンス、すなわち受信無線部１５０からの出力信号を用いて他の無線端末又はアクセスポイントが通信を行っているか否かを検出する。そして、その検出結果（キャリアセンス結果）を送信可否判定部１８６に出力する。
送信可否判定部１８６は、キャリアセンス部１８５よりキャリアセンス結果が入力される。キャリアセンス時間算出部１８４にて算出されたキャリアセンス時間内に他局の送信信号が検出されなかったときには、送信可否判定部１８６は、自装置が送信信号を送信することができるので、メモリ１１０に送信許可信号を出力する。また、送信可否判定部１８６は、次にメディアがアイドルになる時間(これは他局信号のデータ長を予め教えてもらうか、あるいはメディアがアイドルになるのを自局が検出するかで認識する)を経過時間測定部１８８に出力する。
ＡＣＫ判定部１８７は、復号部１７０から出力される受信データに含まれるＡＣＫフレームを受信したか否かに基づき先に送った送信信号の受信状況、すなわち受信側において正しく受信することができたか否かを判定する。そして、判定の結果を受信成否情報としてコンテンションウィンドウ管理部１８２および経過時間測定部１８８に出力する。
経過時間測定部１８８は、送信可否判定部１８６より次にメディアがアクセスになる時間が入力される。また、ＡＣＫ判定部１８７より送信信号の受信成否情報が入力される。この受信成否情報が送信信号の受信が成功したことを示す場合には、経過時間測定部１８８は、ＡＩＦＳ値を初期化するためにＡＩＦＳ管理部１８１にリセット信号を出力する。一方、送信信号の受信が失敗したことを示す場合には、この送信データ発生時からの経過時間をＡＩＦＳ管理部１８１に出力する。
次いで、制御部１８０の動作を図２を参照して説明する。
まずステップＳＴ１００１において、送信データが発生したときには、ＡＩＦＳ管理部１８１にて送信データの種類に応じてＡＩＦＳ値が設定される。
ステップＳＴ１００２およびステップＳＴ１００３において、コンテンションウィンドウ管理部１８２がデータの種類によって規定されるコンテンションウインドウ(ＣＷ)を設定し、ランダムバックオフ設定部１８３がＣＷの範囲内でランダムにバックオフ値を設定する。
また、ステップＳＴ１００４において、キャリアセンス部１８５からのキャリアセンス結果に基づき、送信可否判定部１８６はメディアがアイドル状態か否かを確認する。
確認の結果メディアがアイドル状態であることを示しているとき（ステップＳＴ１００４：ＹＥＳ）には、送信可否判定部１８６からの制御信号に基づいて経過時間測定部１８８は、その時点の時刻（ｔ１）を記憶するとともに、この時点からの経過時間を測定する（ステップＳＴ１００５）。なお、メディアがビジー状態であることを確認したとき（ステップＳＴ１００４：ＮＯ）には、メディアがアイドルになるまで待機する。
ステップＳＴ１００６において、送信可否判定部１８６は、メディアがアイドル状態である持続時間の計測を開始し、アイドル状態持続時間が設定されたＡＩＦＳ値に達したかどうかを判定する。
判定の結果、アイドル状態持続時間が設定されたＡＩＦＳ値に達しているとき（ステップＳＴ１００６：ＹＥＳ）には、送信可否判定部１８６は、アイドル状態持続時間が設定されたバックオフ値に達したかどうかを判定する（ステップＳＴ１００７）。
判定の結果、バックオフ値に達しているとき（ステップＳＴ１００７：ＹＥＳ）には、送信可否判定部１８６は、送信許可信号をメモリ１１０に出力して送信信号の送信処理を制御する（ステップＳＴ１００８）。
ステップＳＴ１００８にて送信された送信信号が受信側において正しく受信された場合（ステップＳＴ１００９：ＹＥＳ）には、この送信信号に対する送信処理は終了する。
ステップＳＴ１００６における判定の結果、アイドル状態持続時間が設定されたＡＩＦＳ値に達していないとき（ステップＳＴ１００６：ＮＯ）には、送信可否判定部１８６は、メディアがアイドル状態であるか否かを判定する（ステップＳＴ１０１０）。
判定の結果、メディアがアイドル状態であるとき（ステップＳＴ１０１０：ＹＥＳ）には、ステップＳＴ１００６に戻り、送信可否判定部１８６は、計測中であるアイドル状態持続時間が設定されたＡＩＦＳ値に達したかどうかを判定する。
判定の結果、メディアがビジー状態であるとき（ステップＳＴ１０１０：ＮＯ）には、送信可否判定部１８６は経過時間測定部１８８に経過時間情報の出力命令信号を出力し、ＡＩＦＳ管理部１８１は経過時間測定部１８８からの経過時間情報（時刻ｔ１からの経過時間）に基づいてＡＩＦＳ値を更新する（ステップＳＴ１０１１）。
ステップＳＴ１００７における判定の結果、バックオフ値に達していないとき（ステップＳＴ１００７：ＮＯ）には、送信可否判定部１８６は、メディアがアイドル状態であるか否かを判定する（ステップＳＴ１０１２）。
判定の結果メディアがアイドル状態であるとき（ステップＳＴ１０１２：ＹＥＳ）には、ステップＳＴ１００７に戻り、送信可否判定部１８６は、計測中であるアイドル状態持続時間が設定されたバックオフ値に達したかどうかを判定する。
判定の結果メディアがビジー状態であるとき（ステップＳＴ１０１２：ＮＯ）には、残りのバックオフ値、すなわち設定されていたバックオフ値からＡＩＦＳが終了してバックオフが開始してからの時間を引いた値を、バックオフ値にセットする（ステップＳＴ１０１３）。なお、このバックオフ値（上記残りのバックオフ値）は、この後アイドル持続時間がＡＩＦＳ値に達した場合（つまり次回送信機会時）のバックオフ値として使用される。さらに、送信可否判定部１８６は経過時間測定部１８８に経過時間情報の出力命令信号を出力し、ＡＩＦＳ管理部１８１は経過時間測定部１８８からの経過時間情報（時刻ｔ１からの経過時間）に基づいてＡＩＦＳ値を更新する（ステップＳＴ１０１１）。
ステップＳＴ１００８にて送信された送信信号が受信側において正しく受信されなかった場合、すなわち受信側からＡＣＫが返ってこずに経過時間測定部１８８から経過時間情報が出力されるとき（ステップＳＴ１００９：ＮＯ）には、ＡＩＦＳ管理部１８１が経過時間情報に基づいてＡＩＦＳ値を更新し、コンテンションウィンドウ管理部１８２が再送回数に応じてＣＷを更新し、ランダムバックオフ設定部１８３がランダムバックオフ値を決定する（ステップＳＴ１０１４）。
次いで、ＡＩＦＳ管理部１８１におけるＡＩＦＳ値の算出方法について図３を参照して説明する。
ＡＩＦＳ管理部１８１は、ＡＩＦＳ値更新の際には「経過時間」に応じてＡＩＦＳ値を小さく設定する。
具体的には、データ発生時刻およびタイムアウト時刻並びにそのデータのＡＩＦＳ初期値および最短のＡＩＦＳ値から線形補完によって各時点におけるＡＩＦＳ（ＡＩＦＳ＿ｔ）を算出する。なお、ＡＩＦＳ初期値（ＡＩＦＳ＿ｉｎｉｔ）、タイムアウト時間（ｔｔｉｍｅｏｕｔ）および最短のＡＩＦＳ値すなわちタイムアウト時間におけるＡＩＦＳ最終値（ＡＩＦＳ＿ｅｎｄ）は、送信データ種別毎に決定する。
この場合のＡＩＦＳ値と経過時間ｔとの関係は、縦軸をＡＩＦＳ値、横軸を時間として、図３に示すように（ｔ１，ＡＩＦＳ＿ｉｎｉｔ）と（ｔｔｉｍｅｏｕｔ，ＡＩＦＳ＿ｅｎｄ）とを結ぶ直線で表される。そのため、ｔ１からの経過時間が決まれば、それに対応する１つのＡＩＦＳ値が決定される。
なお、ここでは線形補完することにより経過時間に応じたＡＩＦＳ値を算出したが、本発明はこれに限られず、図４のようにある経過時間まではＡＩＦＳ値は一定で、ある経過時間（図４中の時間ｔ時点）を過ぎると指数関数的にＡＩＦＳ値を小さくするようにしてもよい。要は、経過時間に応じてＡＩＦＳ値を減少させるようにすればよい。
次いで、以上の構成の無線端末１００の動作の様子を図５を参照して説明する。
図５において時刻ｔ１にてチャネルがアイドル状態であると判断した無線端末（ＳＴＡ）＃１および無線端末＃２は、それぞれが送信する送信データの種別に応じて設定される所定の待ち時間ＡＩＦＳ分のキャリアセンスを行う。なお、ここでは、無線端末＃１の送信データ種別がＡＣ＿ＶＯ（アクセスカテゴリ：音声）であり、無線端末＃２の送信データ種別がＡＣ＿ＢＥ（アクセスカテゴリ：ベストエフォート）であるとする。そこで、ここでは無線端末＃１の所定の待ち時間をＡＩＦＳ［ＡＣ＝ＶＯ］（ｔ１）、無線端末＃２の所定の待ち時間をＡＩＦＳ［ＡＣ＝ＢＥ］（ｔ１）と表す。
そして、無線端末＃１および無線端末＃２の各々がＡＩＦＳ［ＡＣ＝ＶＯ］（ｔ１）、ＡＩＦＳ［ＡＣ＝ＢＥ］（ｔ１）の期間キャリアセンスを行い、その時点でもメディアがアイドルである場合には、ＣＷ内でランダムに設定されるバックオフ分だけさらにキャリアセンスを行う。
図５においては、無線端末＃１の送信データは、無線端末＃２よりも優先度が高いデータであるので、ＡＩＦＳ値が無線端末＃２より小さく、バックオフに関してもＣＷサイズが無線端末＃２よりも小さいので小さいバックオフ値が設定される可能性が高いため、優先的に送信されている。
一方、無線端末＃２は、無線端末＃１の送信によりアクセスが延期されたため、次のキャリアセンス時（時刻ｔ２）のＡＩＦＳ値（ＡＩＦＳ［ＡＣ＝ＢＥ］（ｔ２））を経過時間（時刻ｔ１からの経過時間）に応じて小さくする制御を行う。すなわち、ＡＩＦＳ［ＡＣ＝ＢＥ］（ｔ１）よりＡＩＦＳ［ＡＣ＝ＢＥ］（ｔ２）を小さく設定している。なお、この経過時間に応じたＡＩＦＳ値の算出方法は上述のとおりである。
こうすることにより、時刻ｔ２において同程度の優先度のデータ送信を新規に行おうとしている無線端末（図５においては無線端末＃３）よりも、アクセスが延期された無線端末＃２の方が優先してデータが送信されることとなる。また、無線端末＃２の送信データが他の送信によりさらに送信延期される場合には、経過時間に応じてさらにＡＩＦＳ値が小さく設定されるので、無線端末＃２の送信データよりも優先度の高いデータを新規に行おうとする無線端末が現れたとしてもこれに優先して無線端末＃２の送信データが送信される可能性が高くなる。
このように本実施の形態によれば、無線端末１００に、ＡＩＦＳ値とバックオフ値とにより送信データの送信タイミングを制御する、具体的にはＡＩＦＳ管理部１８１により決定されるＡＩＦＳ値と、バックオフ値とから求める所定の待ち時間が経過するときにメディアがアイドル状態である場合に送信データの送信を制御する送信可否判定部１８６と、送信データの送信要求発生からの経過時間に応じてその送信データに関するＡＩＦＳ値を調整するＡＩＦＳ管理部１８１と、を設けた。
こうすることにより、送信データの送信要求発生からの経過時間が長い送信データはＡＩＦＳ値を小さく設定することができ、そのＡＩＦＳ値とバックオフ値とから求められる所定の待ち時間も小さく設定される。そのため、他の送信データよりも優先して送信される可能性が高くなるため、送信データがタイムアウトにより破棄される可能性を低くすることができる。その結果、通信の確実性および安定性を向上することができる。
（実施の形態２）
実施の形態２の無線端末の特徴は、実施の形態１の無線端末１００が「経過時間」に応じてＡＩＦＳ値を設定するのに対して、「再送回数」に応じてＡＩＦＳ値を設定することにある。
図６に示すように、無線端末２００は、制御部２１０を有する。この制御部２１０は、入力されるＲＦ処理後の受信信号、受信データ、および送信データのデータ種別に基づいて、送信信号の送信制御を行う。
詳細には、制御部２１０は、ＡＩＦＳ管理部２１１と、コンテンションウィンドウ管理部２１２と、ランダムバックオフ設定部２１３と、キャリアセンス時間算出部２１４と、キャリアセンス部２１５と、送信可否判定部２１６と、ＡＣＫ判定部２１７と、再送回数カウンタ２１８とを有する。
送信データが発生したときには、まず、送信データの「データ種別」がＡＩＦＳ管理部２１１およびコンテンションウインドウ管理部２１２に入力される。
ＡＩＦＳ管理部２１１は、ＡＩＦＳ値の制御を行うものであり、このＡＩＦＳ値の初期値はデータ種別に基づき設定される。また、ＡＩＦＳ管理部２１１は、再送回数カウンタ２１８から入力される再送回数に応じてＡＩＦＳ値を算出する。このＡＩＦＳ値は、キャリアセンス時間算出部２１４に入力される。また、ＡＩＦＳ管理部２１１は、再送回数カウンタ２１８からのＡＩＦＳリセット信号を入力すると、ＡＩＦＳ値を初期値に戻す処理を行う。なお、ＡＩＦＳ値の算出方法については後述する。
コンテンションウィンドウ管理部２１２は、コンテンションウィンドウサイズの制御を行うものであり、このコンテンションウィンドウサイズの初期値はデータ種別に基づき決定される。また、コンテンションウィンドウ管理部２１２はＡＣＫ判定部２１７からの受信成否情報を入力し、送信信号ごとに受信側においての受信失敗を示す情報を受け取った回数（この回数は再送回数を意味する）をカウントし、データ種別および再送回数に応じてコンテンションウィンドウサイズを決定する。なお、受信成功を示す受信成否情報の入力があったときには、コンテンションウィンドウ管理部２１２は、コンテンションウィンドウサイズを初期値に戻す。そして、決定されたコンテンションウィンドウサイズはランダムバックオフ設定部２１３に出力される。
ランダムバックオフ設定部２１３は、コンテンションウィンドウサイズの範囲内でランダムバックオフ値を設定し、このランダムバックオフ値はキャリアセンス時間算出部２１４に入力される。
キャリアセンス時間算出部２１４は、ＡＩＦＳ管理部２１１からのＡＩＦＳ値およびランダムバックオフ設定部２１３からのバックオフ値の和をとり、キャリアセンス時間を算出する。そして、キャリアセンス時間算出部２１４は、ＡＩＦＳ値、バックオフ値およびキャリアセンス時間を送信可否判定部２１６に出力する。
キャリアセンス部２１５は、受信無線部１５０からの出力信号を用いてキャリアセンスを行う。そして、そのキャリアセンス結果を送信可否判定部２１６に出力する。
送信可否判定部２１６は、キャリアセンス部２１５よりキャリアセンス結果が入力される。キャリアセンス時間算出部２１４にて算出されたキャリアセンス時間内に他局の送信信号が検出されたかったときには、送信可否判定部２１６は、自装置が送信信号を送信することができるので、メモリ１１０に送信許可信号を出力する。
ＡＣＫ判定部２１７は、復号部１７０から出力される受信データに含まれるＡＣＫフレームを受信したか否かに基づき先に送った送信信号の受信状況、すなわち受信側において正しく受信することができたか否かを判定する。そして、判定の結果を受信成否情報としてコンテンションウィンドウ管理部２１２および再送回数カウンタ２１８に出力する。
再送回数カウンタ２１８は、ＡＣＫ判定部２１７からの受信成否情報が送信信号受信成功を示す場合には、自身の再送回数カウンタをゼロにリセットするとともに、ＡＩＦＳ管理部２１１にＡＩＦＳリセット信号を出力する。一方、ＡＣＫ判定部２１７からの受信成否情報が送信信号受信失敗を示す場合には、再送回数カウンタ２１８は、再送回数をインクリメントし、インクリメントされた再送回数値をＡＩＦＳ管理部２１１に出力する。
次いで、制御部２１０の動作を図７を参照して説明する。
まずステップＳＴ１１０１において、送信データが発生したときには、ＡＩＦＳ管理部２１１にて送信データの種類に応じてＡＩＦＳ値が設定される。
ステップＳＴ１１０２およびステップＳＴ１１０３において、コンテンションウィンドウ管理部２１２がデータの種類によって規定されるコンテンションウインドウ(ＣＷ)を設定し、ランダムバックオフ設定部２１３がＣＷの範囲内でランダムにバックオフ値を設定する。
また、ステップＳＴ１１０４において、キャリアセンス部２１５からのキャリアセンス結果に基づき、送信可否判定部２１６はメディアがアイドル状態か否かを確認する。
確認の結果メディアがアイドル状態であることを示しているとき（ステップＳＴ１１０４：ＹＥＳ）には、送信可否判定部２１６は、メディアがアイドル状態である持続時間の計測を開始し、アイドル状態持続時間が設定されたＡＩＦＳ値に達したかどうかを判定する（ステップＳＴ１１０５）。なお、メディアがビジー状態であることを確認したとき（ステップＳＴ１１０４：ＮＯ）には、メディアがアイドルになるまで待機する。
判定の結果、アイドル状態持続時間が設定されたＡＩＦＳ値に達しているとき（ステップＳＴ１１０５：ＹＥＳ）には、送信可否判定部２１６は、アイドル状態持続時間が設定されたバックオフ値に達したかどうかを判定する（ステップＳＴ１１０６）。
判定の結果、バックオフ値に達しているとき（ステップＳＴ１１０６：ＹＥＳ）には、送信可否判定部２１６は、送信許可信号をメモリ１１０に出力して送信信号の送信処理を制御する（ステップＳＴ１１０７）。
ステップＳＴ１１０７にて送信された送信信号が受信側において正しく受信された場合（ステップＳＴ１１０８：ＹＥＳ）には、この送信信号に対する送信処理は終了する。
ステップＳＴ１１０５における判定の結果、アイドル状態持続時間が設定されたＡＩＦＳ値に達していないとき（ステップＳＴ１１０５：ＮＯ）には、送信可否判定部２１６は、メディアがアイドル状態であるか否かを判定する（ステップＳＴ１１０９）。
判定の結果、メディアがアイドル状態であるとき（ステップＳＴ１１０９：ＹＥＳ）には、ステップＳＴ１１０５に戻り、送信可否判定部２１６は、計測中であるアイドル状態持続時間が設定されたＡＩＦＳ値に達したかどうかを判定する。
判定の結果、メディアがビジー状態であるとき（ステップＳＴ１１０９：ＮＯ）には、ステップＳＴ１１０４に戻る。
ステップＳＴ１１０６における判定の結果、バックオフ値に達していないとき（ステップＳＴ１１０６：ＮＯ）には、送信可否判定部２１６は、メディアがアイドル状態であるか否かを判定する（ステップＳＴ１１１０）。
判定の結果メディアがアイドル状態であるとき（ステップＳＴ１１１０：ＹＥＳ）には、ステップＳＴ１１０６に戻り、送信可否判定部２１６は、計測中であるアイドル状態持続時間が設定されたバックオフ値に達したかどうかを判定する。
判定の結果メディアがビジー状態であるとき（ステップＳＴ１１１０：ＮＯ）には、残りのバックオフ値、すなわち設定されていたバックオフ値からＡＩＦＳが終了してバックオフが開始してからの時間を引いた値を、バックオフ値にセットする（ステップＳＴ１１１１）。なお、このバックオフ値（上記残りのバックオフ値）は、この後アイドル持続時間がＡＩＦＳに達した場合のバックオフ値として使用される。
ステップＳＴ１１０７にて送信された送信信号が受信側において正しく受信されなかった場合、すなわち受信側からＡＣＫが返ってこずに再送カウンタ２１８から再送回数値が出力されるとき（ステップＳＴ１１０８：ＮＯ）には、ＡＩＦＳ管理部２１１が再送回数に基づいてＡＩＦＳ値を更新し、コンテンションウィンドウ管理部２１２が再送回数に応じてＣＷを更新し、ランダムバックオフ設定部２１３がランダムバックオフ値を決定する（ステップＳＴ１１１２）。
次いで、ＡＩＦＳ管理部２１１におけるＡＩＦＳ値の算出方法について図８を参照して説明する。
ＡＩＦＳ管理部２１１は、ＡＩＦＳ値更新の際には「再送回数」に応じてＡＩＦＳ値を小さく設定する。すなわち、「再送回数」が最大再送回数に近づくにつれてＡＩＦＳ値を小さく設定する。
具体的には、最初にデータ送信を試みたとき（すなわち、再送回数＝０のとき）のＡＩＦＳ初期値と、最大再送回数ＣｍａｘのときのＡＩＦＳ値とから線形補完によって各再送回数のＡＩＦＳ（ＡＩＦＳ＿Ｃ）を算出する。なお、ＡＩＦＳ初期値（ＡＩＦＳ＿ｉｎｉｔ）、最大再送回数Ｃｍａｘおよび最大再送回数Ｃｍａｘ時のＡＩＦＳ最終値（ＡＩＦＳ＿ｅｎｄ）は、送信データ種別毎に予め定義しておく。
この場合のＡＩＦＳ値と再送回数Ｃとの関係は、縦軸をＡＩＦＳ値、横軸を再送回数として、図８に示すように（０，ＡＩＦＳ＿ｉｎｉｔ）と（Ｃｍａｘ，ＡＩＦＳ＿ｅｎｄ）とを結ぶ直線で表される。そのため、再送回数が決まれば、それに対応する１つのＡＩＦＳ値が決定される。すなわち、再送回数に応じてＡＩＦＳ値を減少させるようになっている。
次いで、以上の構成の無線端末２００の動作の様子を図９を参照して説明する。
図９においてチャネルがアイドル状態であると判断した無線端末（ＳＴＡ）＃１および無線端末＃２は、それぞれが送信する送信データの種別に応じて設定される所定の待ち時間ＡＩＦＳ分のキャリアセンスを行う。なお、無線端末＃１および無線端末＃２の送信データ種別がともにＡＣ＿ＶＯ（アクセスカテゴリ：音声）であるとする。そして、このとき無線端末＃１および無線端末＃２の送信は最初の送信であるので、両者の所定の待ち時間をＡＩＦＳ［ＡＣ＝ＶＯ］（０）と表す。
そして、無線端末＃１および無線端末＃２の各々がＡＩＦＳ［ＡＣ＝ＶＯ］（０）の期間キャリアセンスを行い、その時点でもメディアがアイドルである場合には、ＣＷ内でランダムに設定されるバックオフ分だけさらにキャリアセンスを行う。なお、ここでは、無線端末＃１および無線端末＃２のバックオフ値が同じであるとする。
そうすると、無線端末＃１および無線端末＃２は同時にデータ送信を開始することになるため、衝突が発生し受信側で正しく受信することができない。そのため、無線端末＃１および無線端末＃２は同じデータを再送することになるが、その時に設定されるＡＩＦＳ値は再送回数が１回目であるので、ＡＩＦＳ［ＡＣ＝ＶＯ］（０）よりも小さい値であるＡＩＦＳ［ＡＣ＝ＶＯ］（１）となる。
そして、無線端末＃１および無線端末＃２は再度バックオフ値を設定する。なお、ここでは、無線端末＃１のバックオフ値が無線端末＃２のバックオフ値よりも小さい値に設定されると想定する。そのため、無線端末＃１のデータが、無線端末＃２のデータに優先して送信されることとなる。
また、無線端末＃１および無線端末＃２の再送の試みと同時期に、無線端末＃３も最初のデータ送信を行おうとしている。無線端末＃３のＡＩＦＳ値はＡＩＦＳ［ＡＣ＝ＶＯ］（０）であり、またコンテンションウィンドウサイズも再送回数の多い無線端末＃１および無線端末＃２のものより大きいので、送信が遅延される確率が高くなる。
無線端末＃１のデータが送信されると、無線端末＃２および無線端末＃３はＡＩＦＳ値＋バックオフ値だけキャリアセンスを行うが、本実施の形態においてはＡＩＦＳ値を再送回数に応じて小さくする制御を行う。すなわち、ＡＩＦＳ［ＡＣ＝ＶＯ］（０）よりもＡＩＦＳ［ＡＣ＝ＶＯ］（１）を小さく設定している。なお、この再送回数に応じたＡＩＦＳ値の算出方法は上述のとおりである。
こうすることにより、同程度の優先度のデータ送信を新規に行おうとしている無線端末（図９においては無線端末＃３）よりも、再送回数の多い無線端末＃２の方が優先してデータが送信されることとなる。また、無線端末＃２の送信データが他の送信と衝突を起こしさらに再送回数が増加する場合には、再送回数に応じてさらにＡＩＦＳ値が小さく設定されるので、無線端末＃２の送信データよりも優先度の高いデータを新規に行おうとする無線端末が現れたとしてもこれに優先して無線端末＃２の送信データが送信される可能性が高くなる。
このように本実施の形態によれば、無線端末２００に、ＡＩＦＳとバックオフ値とにより送信データの送信タイミングを制御する、具体的にはＡＩＦＳ管理部２１１により決定されるＡＩＦＳ値と、バックオフ値とから求める所定の待ち時間が経過するときにメディアがアイドル状態である場合に送信データの送信を制御する送信可否判定部２１６と、その送信データの再送回数に応じて送信データに関するＡＩＦＳ値を調整するＡＩＦＳ管理部２１１とを設けた。
こうすることにより、再送回数が多い送信データはＡＩＦＳ値を小さく設定することができ、そのＡＩＦＳ値とバックオフ値とから求められる所定の待ち時間も小さく設定される。そのため、他の送信データよりも優先して送信される可能性が高くなるため、再送回数が多い送信データ、すなわちタイムアウトまでに残された時間が短いと推定される送信データがタイムアウトにより破棄される可能性を低くすることができる。その結果、通信の確実性および安定性を向上することができる。
（実施の形態３）
実施の形態３の無線端末の特徴は、実施の形態１の無線端末１００が「経過時間」に応じてＡＩＦＳ値を設定しコンテンションウィンドウサイズについては再送回数のみに応じて設定したのに対して、コンテンションウィンドウサイズについて「経過時間」および再送回数に応じて設定することにある。
図１０に示すように、無線端末３００は、制御部３１０を有する。この制御部３１０は、入力されるＲＦ処理後の受信信号、受信データ、および送信データのデータ種別に基づいて、送信信号の送信制御を行う。
詳細には、制御部３１０は、コンテンションウィンドウ管理部３１１と、ランダムバックオフ設定部３１２と、送信可否判定部３１３と、経過時間測定部３１４とを有する。
送信データが発生したときには、まず、送信データの「データ種別」がＡＩＦＳ管理部１８１およびコンテンションウインドウ管理部３１１に入力される。
コンテンションウィンドウ管理部３１１は、コンテンションウィンドウサイズの制御を行うものであり、このコンテンションウィンドウサイズの初期値はデータ種別に基づき決定される。また、コンテンションウィンドウ管理部３１１は、コンテンションウィンドウ管理部１８２と同様に、ＡＣＫ判定部１８７から入力される受信成否情報を入力し、送信信号ごとに受信側においての受信失敗を示す情報を受け取った回数（この回数は再送回数を意味する）をカウントし、データ種別および再送回数に応じてコンテンションウィンドウサイズを決定する。しかしながら、コンテンションウィンドウ管理部１８２と異なり、コンテンションウィンドウ管理部３１１は、経過時間測定部３１４から受け取る経過時間情報に応じてコンテンションウィンドウサイズを小さくする制御を行う。具体的には、従来は再送回数がある一定値以上になるとコンテンションウィンドウサイズは一定となっていたが、コンテンションウィンドウ管理部３１１は、経過時間が一定時間を過ぎるとコンテンションウィンドウサイズを減少させる制御を行う。なお、このコンテンションウィンドウサイズの求め方については後述する。
ランダムバックオフ設定部３１２は、基本的にはコンテンションウィンドウ管理部３１１にて決定されたコンテンションウィンドウサイズの範囲内でランダムなバックオフ値を設定する。また、ランダムバックオフ設定部３１２は、所定の場合には、送信可否判定部３１３に設定されているバックオフ値がコンテンションウィンドウ管理部３１１にて更新されたコンテンションウィンドウより小さいか否かを判定し、判定の結果大きいと判定した場合には、更新されたコンテンションウィンドウの範囲内でランダムなバックオフ値を設定する。
送信可否判定部３１３は、キャリアセンス部１８５よりキャリアセンス結果が入力される。キャリアセンス時間算出部１８４にて算出されたキャリアセンス時間内に他局の送信信号が検出されなかったときには、送信可否判定部３１３は、自装置が送信信号を送信することができるので、メモリ１１０に送信許可信号を出力する。また、送信可否判定部３１３は、キャリアセンス時に他局信号を検出した場合、次にメディアがアイドルになる時刻(これは他局信号のデータ長を予め教えてもらうか、あるいはメディアがアイドルになるのを自局が検出するかで認識する)を経過時間測定部３１４に出力する。
経過時間測定部３１４は、送信可否判定部３１３より次にメディアがアクセスになる時刻が入力される。また、ＡＣＫ判定部１８７より送信信号の受信成否情報が入力される。この受信成否情報が送信信号の受信が成功したことを示す場合には、経過時間測定部３１４は、ＡＩＦＳ値を初期化するためにＡＩＦＳ管理部１８１にリセット信号を出力し、コンテンションウィンドウサイズを初期化するためにコンテンションウィンドウ管理部３１１にリセット信号を出力する。一方、送信信号の受信が失敗したことを示す場合には、この送信データ発生時からの経過時間をＡＩＦＳ管理部１８１およびコンテンションウィンドウ管理部３１１に出力する。
次いで、制御部３１０の動作を図１１を参照して説明する。
まずステップＳＴ１２０１において、送信データが発生したときには、ＡＩＦＳ管理部１８１にて送信データの種類に応じてＡＩＦＳ値が設定される。
ステップＳＴ１２０２およびステップＳＴ１２０３において、コンテンションウィンドウ管理部３１１がデータの種類によって規定されるコンテンションウインドウ(ＣＷ)を設定し、ランダムバックオフ設定部３１２がＣＷの範囲内でランダムにバックオフ値を設定する。
また、ステップＳＴ１２０４において、キャリアセンス部１８５からのキャリアセンス結果に基づき、送信可否判定部３１３はメディアがアイドル状態か否かを確認する。
確認の結果メディアがアイドル状態であることを示しているとき（ステップＳＴ１２０４：ＹＥＳ）には、経過時間測定部３１４は、その時点の時刻（ｔ１）を記憶するとともに、この時点からの経過時間を測定する（ステップＳＴ１２０５）。なお、メディアがビジー状態であることを確認したとき（ステップＳＴ１２０４：ＮＯ）には、メディアがアイドルになるまで待機する。
ステップＳＴ１２０６において、送信可否判定部３１３は、メディアがアイドル状態である持続時間の計測を開始し、アイドル状態持続時間が設定されたＡＩＦＳ値に達したかどうかを判定する。
判定の結果、アイドル状態持続時間が設定されたＡＩＦＳ値に達しているとき（ステップＳＴ１２０６：ＹＥＳ）には、送信可否判定部３１３は、アイドル状態持続時間が設定されたバックオフ値に達したかどうかを判定する（ステップＳＴ１２０７）。
判定の結果、バックオフ値に達しているとき（ステップＳＴ１２０７：ＹＥＳ）には、送信可否判定部３１３は、送信許可信号をメモリ１１０に出力して送信信号の送信処理を制御する（ステップＳＴ１２０８）。
ステップＳＴ１２０８にて送信された送信信号が受信側において正しく受信された場合（ステップＳＴ１２０９：ＹＥＳ）には、この送信信号に対する送信処理は終了する。
ステップＳＴ１２０６における判定の結果、アイドル状態持続時間が設定されたＡＩＦＳ値に達していないとき（ステップＳＴ１２０６：ＮＯ）には、送信可否判定部３１３は、メディアがアイドル状態であるか否かを判定する（ステップＳＴ１２１０）。
判定の結果、メディアがアイドル状態であるとき（ステップＳＴ１２１０：ＹＥＳ）には、ステップＳＴ１２０６に戻り、送信可否判定部３１３は、計測中であるアイドル状態持続時間が設定されたＡＩＦＳ値に達したかどうかを判定する。
判定の結果、メディアがビジー状態であるとき（ステップＳＴ１２１０：ＮＯ）には、送信可否判定部３１３は経過時間測定部３１４に経過時間情報の出力命令信号を出力し、コンテンションウィンドウ管理部３１１は経過時間測定部３１４からの経過時間情報（時刻ｔ１からの経過時間）および再送回数に基づいてコンテンションウィンドウを更新し（ステップＳＴ１２１１）、ＡＩＦＳ管理部１８１は経過時間測定部３１４からの経過時間情報に基づいてＡＩＦＳ値を更新する（ステップＳＴ１２１２）。
ステップＳＴ１２０７における判定の結果、バックオフ値に達していないとき（ステップＳＴ１２０７：ＮＯ）には、送信可否判定部３１３は、メディアがアイドル状態であるか否かを判定する（ステップＳＴ１２１３）。
判定の結果メディアがアイドル状態であるとき（ステップＳＴ１２１３：ＹＥＳ）には、ステップＳＴ１２０７に戻り、送信可否判定部３１３は、計測中であるアイドル状態持続時間が設定されたバックオフ値に達したかどうかを判定する。
判定の結果メディアがビジー状態であるとき（ステップＳＴ１２１３：ＮＯ）には、送信可否判定部３１３は、残りのバックオフ値、すなわち設定されていたバックオフ値からＡＩＦＳが終了してバックオフが開始してからの時間を引いた値を、バックオフ値にセットする（ステップＳＴ１２１４）。なお、このバックオフ値（上記残りのバックオフ値）は、ランダムバックオフ設定部３１２に出力される。さらに、送信可否判定部３１３は経過時間測定部３１４に経過時間情報の出力命令信号を出力し、コンテンションウィンドウ管理部３１１は経過時間測定部３１４からの経過時間情報（時刻ｔ１からの経過時間）および再送回数に基づいてコンテンションウィンドウを更新し（ステップＳＴ１２１１）、ＡＩＦＳ管理部１８１は経過時間測定部３１４からの経過時間情報に基づいてＡＩＦＳ値を更新する（ステップＳＴ１２１２）。
ステップＳＴ１２１５において、ランダムバックオフ設定部３１２は、送信可否判定部３１３に設定されているバックオフ値（すなわち、ステップＳＴ１２１０：ＮＯからのフローの場合にはステップＳＴ１２０３又は後述のステップＳＴ１２１７においてランダムバックオフ設定部３１２が前回設定したバックオフ値であり、ステップＳＴ１２１４からのフローの場合にはステップＳＴ１２１４において送信可否判定部３１３に設定され出力される残りのバックオフ値である）が、ステップＳＴ１２１１にて更新されたコンテンションウィンドウより小さいか否かを判定する。
判定の結果、送信可否判定部３１３に設定されているバックオフ値が、ステップＳＴ１２１１にて更新されたコンテンションウィンドウより小さいとき（ステップＳＴ１２１５：ＹＥＳ）には、ステップＳＴ１２０４に戻る。
判定の結果、送信可否判定部３１３に設定されているバックオフ値が、ステップＳＴ１２１１にて更新されたコンテンションウィンドウ以上とき（ステップＳＴ１２１５：ＮＯ）には、ランダムバックオフ設定部３１２は、ステップＳＴ１２１１にて更新されたコンテンションウィンドウ内でバックオフ値をランダムに選択する（ステップＳＴ１２１６）。
ステップＳＴ１２０８にて送信された送信信号が受信側において正しく受信されなかった場合、すなわち受信側からＡＣＫが返ってこずに経過時間測定部３１４から経過時間情報が出力されるとき（ステップＳＴ１２０９：ＮＯ）には、ＡＩＦＳ管理部１８１が経過時間情報に基づいてＡＩＦＳ値を更新し、コンテンションウィンドウ管理部３１１が再送回数および経過時間に応じてＣＷを更新し、ランダムバックオフ設定部３１２がランダムバックオフ値を設定する（ステップＳＴ１２１７）。
次いで、コンテンションウィンドウ管理部３１１におけるコンテンションウィンドウの算出方法について図１２を参照して説明する。
コンテンションウィンドウ管理部３１１は、ＣＷ更新の際には「経過時間」および再送回数に応じてコンテンションウィンドウを小さく設定する。
具体的には、例えば図１２に示すように、経過時間がある時間ｔまでは従来と同様に再送回数に応じてコンテンションウィンドウを設定し、ある時間ｔを超えると「経過時間」に応じて小さくなるように設定する制御を行う。
次いで、以上の構成の無線端末３００の動作の様子を図１３を参照して説明する。
図１３において時刻ｔ１にてチャネルがアイドル状態であると判断した無線端末（ＳＴＡ）＃１および無線端末＃２は、それぞれが送信する送信データの種別に応じて設定される所定の待ち時間ＡＩＦＳ分のキャリアセンスを行う。なお、ここでは、無線端末＃１の送信データ種別がＡＣ＿ＶＯ（アクセスカテゴリ：音声）であり、無線端末＃２の送信データ種別がＡＣ＿ＢＥ（アクセスカテゴリ：ベストエフォート）であるとする。そこで、ここでは無線端末＃１の所定の待ち時間をＡＩＦＳ［ＡＣ＝ＶＯ］（ｔ１）、無線端末＃２の所定の待ち時間をＡＩＦＳ［ＡＣ＝ＢＥ］（ｔ１）と表す。
そして、無線端末＃１および無線端末＃２の各々がＡＩＦＳ［ＡＣ＝ＶＯ］（ｔ１）、ＡＩＦＳ［ＡＣ＝ＢＥ］（ｔ１）の期間キャリアセンスを行い、その時点でもメディアがアイドルである場合には、ＣＷ内でランダムに設定されるバックオフ分だけさらにキャリアセンスを行う。
図１３においては、無線端末＃１の送信データは、優先度が高いデータであるので、ＡＩＦＳ値が無線端末＃２より小さく、バックオフに関してもＣＷサイズが無線端末＃２よりも小さいので小さいバックオフ値が設定される可能性が高いため、優先的に送信されている。
一方、無線端末＃２は、無線端末＃１の送信によりアクセスが延期されたため、次のキャリアセンス時（時刻ｔ２）のＡＩＦＳ値（ＡＩＦＳ［ＡＣ＝ＢＥ］（ｔ２））を経過時間（時刻ｔ１からの経過時間）に応じて小さくする制御を行う。すなわち、ＡＩＦＳ［ＡＣ＝ＢＥ］（ｔ１）よりＡＩＦＳ［ＡＣ＝ＢＥ］（ｔ２）を小さく設定している。なお、この経過時間に応じたＡＩＦＳ値の算出方法は上述のとおりである。
こうすることにより、実施の形態１と同様の効果が得られるが、本実施の形態においてはさらに、経過時間がある一定値を超えると再送回数に拘わらずコンテンションウィンドウサイズを経過時間に応じて小さくする制御を行う。
図１３における無線端末＃２の時刻ｔ２でのコンテンションウィンドウサイズであるＣｏｎｔｅｎｔｉｏｎ Ｗｉｎｄｏｗ（ｔ２）は、経過時間がある一定値を超えた場合のものを示しており、超える前の時刻ｔ１におけるコンテンションウィンドウサイズであるＣｏｎｔｅｎｔｉｏｎ Ｗｉｎｄｏｗ（ｔ１）に比べて小さく設定されている。こうすることで、時刻ｔ２において同程度の優先度のデータ送信を新規に行おうとしている無線端末（図１３においては無線端末＃３）よりも、アクセスが延期された無線端末＃２の方が優先してデータが送信されることとなる。また、無線端末＃２の送信データが他の送信によりさらに送信延期される場合には、経過時間に応じてさらにＡＩＦＳ値およびコンテンションウィンドウが小さく設定されるので、無線端末＃２の送信データよりも優先度の高いデータを新規に行おうとする無線端末が現れたとしてもこれに優先して無線端末＃２の送信データが送信される可能性が高くなる。
このように本実施の形態によれば、無線端末３００に、ＡＩＦＳ値とバックオフ値とにより送信データの送信タイミングを制御する、具体的にはＡＩＦＳ管理部１８１により決定されるＡＩＦＳ値と、バックオフ値とから求める所定の待ち時間が経過するときにメディアがアイドル状態である場合に送信データの送信を制御する送信可否判定部３１３と、送信データの送信要求発生からの経過時間に応じてその送信データに関するＡＩＦＳ値を調整するＡＩＦＳ管理部１８１と、さらに、経過時間に応じてバックオフ値が取りうる範囲を規定するコンテンションウィンドウのサイズを調整するコンテンションウィンドウ管理部３１１とを設けた。
こうすることにより、送信データの送信要求発生からの経過時間が長い送信データはＡＩＦＳ値を小さく設定するのみならず、バックオフ値の取りうる範囲であるコンテンションウィンドウのサイズについても小さく設定することができ、そのＡＩＦＳ値とバックオフ値とから求められる所定の待ち時間もより小さく設定される。そのため、他の送信データよりも優先して送信される可能性が高くなるため、送信データがタイムアウトにより破棄される可能性をより低くすることができる。その結果、通信の確実性および安定性を向上することができる。
（実施の形態４）
実施の形態４の無線端末の特徴は、実施の形態２の無線端末２００が「再送回数」に応じてＡＩＦＳ値を設定するのに対して、ＡＩＦＳ値についてのみならずコンテンションウィンドウサイズについても「再送回数」に応じて設定すること、具体的には再送回数がある一定回数を超える場合にはコンテンションウィンドウを小さくなるように設定する。因みに、従来は再送回数がある程度多くなるとコンテンションウィンドウサイズは一定の値をとるようになされていた。
図１４に示すように、無線端末４００は、制御部４１０を有する。この制御部４１０は、入力されるＲＦ処理後の受信信号、受信データ、および送信データのデータ種別に基づいて、送信信号の送信制御を行う。
詳細には、制御部４１０は、コンテンションウィンドウ管理部４１１を有する。
送信データが発生したときには、まず、送信データの「データ種別」がＡＩＦＳ管理部２１１およびコンテンションウインドウ管理部４１１に入力される。
コンテンションウィンドウ管理部４１１は、コンテンションウィンドウサイズの制御を行うものであり、このコンテンションウィンドウサイズの初期値はデータ種別に基づき決定される。また、コンテンションウィンドウ管理部４１１はＡＣＫ判定部２１７からの受信成否情報を入力し、送信信号ごとに受信側においての受信失敗を示す情報を受け取った回数（この回数は再送回数を意味する）をカウントし、データ種別および再送回数に応じてコンテンションウィンドウサイズを決定する。なお、受信成功を示す受信成否情報の入力があったときには、コンテンションウィンドウ管理部４１１は、コンテンションウィンドウサイズを初期値に戻す。そして、決定されたコンテンションウィンドウサイズはランダムバックオフ設定部２１３に出力される。
次いで、コンテンションウィンドウ管理部４１１におけるコンテンションウィンドウの算出方法について図１５を参照して説明する。
コンテンションウィンドウ管理部４１１は、ＣＷ更新の際には所定の再送回数を超えると再送回数に応じてコンテンションウィンドウを小さく設定する。
具体的には、例えば図１５に示すように、再送回数がある回数Ｃまでは従来と同様にコンテンションウィンドウの設定を行い、ある回数Ｃを超えると再送回数に応じて小さくなるようにコンテンションウィンドウを設定する制御を行う。
なお、制御部４１０の動作は図７に示す制御部２１０の動作と基本的に同じであるが、ステップＳＴ１１１２におけるコンテンションウィンドウの更新の際には、コンテンションウィンドウ管理部４１１は上述のように再送回数がある回数Ｃを超えると再送回数に応じて小さくなるようにコンテンションウィンドウを設定する点で異なる。
このように本実施の形態によれば、無線端末４００に、ＡＩＦＳ値とバックオフ値とにより送信データの送信タイミングを制御する、具体的にはＡＩＦＳ管理部２１１により決定されるＡＩＦＳ値と、バックオフ値とから求める所定の待ち時間が経過するときにメディアがアイドル状態である場合に送信データの送信を制御する送信可否判定部２１６と、その送信データの再送回数に応じて送信データに関するＡＩＦＳ値を調整するＡＩＦＳ管理部２１１と、さらに再送回数が所定回数を超えると当該再送回数に応じてバックオフ値が取りうるコンテンションウィンドウサイズを小さく調整するコンテンションウィンドウ管理部４１１とを設けた。
なお、ここではコンテンションウィンドウ管理部４１１にて利用する再送回数は、コンテンションウィンドウ管理部４１１自体がカウントしているものとして説明したが、本発明はこれに限られず、再送回数カウンタ２１８から再送回数に関する情報を取得してもよい。要は、コンテンションウィンドウ管理部４１１にて再送回数に関する情報を取得できればよい。
こうすることにより、再送回数が多い送信データはＡＩＦＳ値を小さく設定するのみならず、バックオフ値の取りうる範囲であるコンテンションウィンドウサイズについても小さく設定することができ、そのＡＩＦＳ値とバックオフ値とから求められる所定の待ち時間もより小さく設定される。そのため、他の送信データよりも優先して送信される可能性が高くなるため、再送回数が多い送信データ、すなわちタイムアウトまでに残された時間が短いと推定される送信データがタイムアウトにより破棄される可能性をより低くすることができる。その結果、通信の確実性および安定性を向上することができる。
（実施の形態５）
実施の形態５の無線端末の特徴は、実施の形態３の無線端末３００がコンテンションウィンドウサイズについて「経過時間」および再送回数に応じて設定したのに対して、さらにコンテンションウィンドウと「送信所要時間」とＡＩＦＳとの和が「残り許容時間」以上のときには、コンテンションウィンドウが「残り許容時間」と、「送信所要時間」およびＡＩＦＳ値の和との差になるように設定することにある。これにより、データ送信の途中でタイムアウトになり無駄な送信が行われることとならないようにする。
図１６に示すように、無線端末５００は、制御部５１０を有する。この制御部５１０は、入力されるＲＦ処理後の受信信号、受信データ、および送信データのデータ種別に基づいて、送信信号の送信制御を行う。
詳細には、制御部５１０は、コンテンションウィンドウ管理部５１１を有し、このコンテンションウィンドウ管理部５１１は、送信所要時間算出部５１２および残り許容時間算出部５１３を有する。
送信所要時間算出部５１２は、入力される送信信号のデータ長、変調方式および符号化方式などから送信に掛かる「送信所要時間」を算出する。
残り許容時間算出部５１３は、タイムアウト時間と現在時間との差をとりタイムアウト時間までの残り時間である「残り許容時間」を算出する。
コンテンションウィンドウ管理部５１１は、コンテンションウィンドウサイズの制御を行うものであり、このコンテンションウィンドウサイズの初期値はデータ種別に基づき決定される。また、コンテンションウィンドウ管理部５１１は、コンテンションウィンドウ管理部３１１と同様に、基本的にデータ種別および再送回数に応じてコンテンションウィンドウサイズを決定するとともに経過時間が一定時間を過ぎるとコンテンションウィンドウサイズを減少させる制御を行う。しかしながら、コンテンションウィンドウと「送信所要時間」とＡＩＦＳとの和が「残り許容時間」以上のときには、コンテンションウィンドウが「残り許容時間」と、「送信所要時間」およびＡＩＦＳ値の和との差になるように設定する。
次いで、制御部５１０の動作を図１７を参照して説明する。
ステップＳＴ１４０１において、送信データが発生したときには、送信所要時間算出部５１２が入力される送信信号のデータ長、変調方式および符号化方式などから送信に掛かる送信所要時間を算出する。
ステップＳＴ１４０２において、送信データの発生したときには、ＡＩＦＳ管理部１８１にて送信データの種類に応じてＡＩＦＳ値が設定される。
ステップＳＴ１４０３およびステップＳＴ１４０４において、コンテンションウィンドウ管理部５１１がデータの種類によって規定されるコンテンションウインドウ(ＣＷ)を設定し、ランダムバックオフ設定部３１２ＣＷの範囲内でランダムにバックオフ値を設定する。
また、ステップＳＴ１４０５において、キャリアセンス部１８５からのキャリアセンス結果に基づき、送信可否判定部３１３はメディアがアイドル状態か否かを確認する。
確認の結果メディアがアイドル状態であることを示しているとき（ステップＳＴ１４０５：ＹＥＳ）には、経過時間測定部３１４は、その時点の時刻（ｔ１）を記憶するとともに、この時点からの経過時間を測定する（ステップＳＴ１４０６）。なお、メディアがビジー状態であることを確認したとき（ステップＳＴ１４０５：ＮＯ）には、メディアがアイドルになるまで待機する。
ステップＳＴ１４０７において、送信可否判定部３１３は、メディアがアイドル状態である持続時間の計測を開始し、アイドル状態持続時間が設定されたＡＩＦＳ値に達したかどうかを判定する。
判定の結果、アイドル状態持続時間が設定されたＡＩＦＳ値に達しているとき（ステップＳＴ１４０７：ＹＥＳ）には、送信可否判定部３１３は、アイドル状態持続時間が設定されたバックオフ値に達したかどうかを判定する（ステップＳＴ１４０８）。
判定の結果、バックオフ値に達しているとき（ステップＳＴ１４０８：ＹＥＳ）には、送信可否判定部３１３は、送信許可信号をメモリ１１０に出力して送信信号の送信処理を制御する（ステップＳＴ１４０９）。
ステップＳＴ１４０９にて送信された送信信号が受信側において正しく受信された場合（ステップＳＴ１４１０：ＹＥＳ）には、この送信信号に対する送信処理は終了する。
ステップＳＴ１４０７における判定の結果、アイドル状態持続時間が設定されたＡＩＦＳ値に達していないとき（ステップＳＴ１４０７：ＮＯ）には、送信可否判定部３１３は、メディアがアイドル状態であるか否かを判定する（ステップＳＴ１４１１）。
判定の結果、メディアがアイドル状態であるとき（ステップＳＴ１４１１：ＹＥＳ）には、ステップＳＴ１４０７に戻り、送信可否判定部３１３は、計測中であるアイドル状態持続時間が設定されたＡＩＦＳ値に達したかどうかを判定する。
判定の結果、メディアがビジー状態であるとき（ステップＳＴ１４１１：ＮＯ）には、送信可否判定部３１３は経過時間測定部３１４に経過時間情報の出力命令信号を出力し、コンテンションウィンドウ管理部５１１は経過時間測定部３１４からの経過時間情報（時刻ｔ１からの経過時間）および再送回数に基づいてコンテンションウィンドウを更新し（ステップＳＴ１４１２）、ＡＩＦＳ管理部１８１は経過時間測定部３１４からの経過時間情報に基づいてＡＩＦＳ値を更新する（ステップＳＴ１４１３）。
ステップＳＴ１４０８における判定の結果、バックオフ値に達していないとき（ステップＳＴ１４０８：ＮＯ）には、送信可否判定部３１３は、メディアがアイドル状態であるか否かを判定する（ステップＳＴ１４１４）。
判定の結果メディアがアイドル状態であるとき（ステップＳＴ１４１４：ＹＥＳ）には、ステップＳＴ１４０８に戻り、送信可否判定部３１３は、計測中であるアイドル状態持続時間が設定されたバックオフ値に達したかどうかを判定する。
判定の結果メディアがビジー状態であるとき（ステップＳＴ１４１４：ＮＯ）には、送信可否判定部３１３は、残りのバックオフ値、すなわち設定されていたバックオフ値からＡＩＦＳが終了してバックオフが開始してからの時間を引いた値を、次の送信機会のバックオフ値にセットする（ステップＳＴ１４１５）。なお、このバックオフ値（上記残りのバックオフ値）は、ランダムバックオフ設定部３１２に出力される。さらに、送信可否判定部３１３は経過時間測定部３１４に経過時間情報の出力命令信号を出力し、コンテンションウィンドウ管理部３１１は経過時間測定部３１４からの経過時間情報（時刻ｔ１からの経過時間）および再送回数に基づいてコンテンションウィンドウを更新し（ステップＳＴ１４１２）、ＡＩＦＳ管理部１８１は経過時間測定部３１４からの経過時間情報に基づいてＡＩＦＳ値を更新する（ステップＳＴ１４１３）。
ステップＳＴ１４０９にて送信された送信信号が受信側において正しく受信されなかった場合、すなわち受信側からＡＣＫが返ってこずに経過時間測定部３１４から経過時間情報が出力されるとき（ステップＳＴ１４１０：ＮＯ）には、ＡＩＦＳ管理部１８１が経過時間情報に基づいてＡＩＦＳ値を更新し、コンテンションウィンドウ管理部５１１が再送回数および経過時間に応じてＣＷを更新し、ランダムバックオフ設定部３１２がランダムバックオフ値を設定する（ステップＳＴ１４１６）。
ステップＳＴ１４１７において、残り許容時間算出部５１３は、タイムアウト時間と現在時間との差をとりタイムアウト時間までの残り時間である残り許容時間を算出する。
ステップＳＴ１４１８において、コンテンションウィンドウ管理部５１１は、ステップＳＴ１４１２又はステップＳＴ１４１６にて更新したコンテンションウィンドウと、ステップＳＴ１４１３又はステップＳＴ１４１６にて更新したＡＩＦＳ値と、ステップＳＴ１４０１にて算出した送信所要時間との和が、ステップＳＴ１４１７にて算出した残り許容時間より小さいか否かを判定する。
判定の結果、更新したコンテンションウィンドウと更新したＡＩＦＳ値と送信所要時間との和が残り許容時間以上のとき（ステップＳＴ１４１８：ＮＯ）には、コンテンションウィンドウが残り許容時間と、送信所要時間およびＡＩＦＳ値の和との差になるように、コンテンションウィンドウ管理部５１１はコンテンションウィンドウを再設定する（ステップＳＴ１４１９）。なお、判定の結果、更新したコンテンションウィンドウと更新したＡＩＦＳ値と送信所要時間との和が残り許容時間より小さいとき（ステップＳＴ１４１８：ＹＥＳ）には、そのままステップＳＴ１４２０に進む。
ステップＳＴ１４２０において、ランダムバックオフ設定部３１２は、送信可否判定部３１３に設定されているバックオフ値（すなわち、ステップＳＴ１４１１：ＮＯからのフローの場合にはステップＳＴ１４０４又はステップＳＴ１４１６においてランダムバックオフ設定部３１２が設定したバックオフ値であり、ステップＳＴ１４１５からのフローの場合にはステップＳＴ１４１５において送信可否判定部３１３に設定され出力される残りのバックオフ値である）が、ステップＳＴ１４１２又はステップＳＴ１４１６にて更新されたコンテンションウィンドウより小さいか否かを判定する。
判定の結果、送信可否判定部３１３に設定されているバックオフ値が、ステップＳＴ１４１２又はステップＳＴ１４１６にて更新されたコンテンションウィンドウより小さいとき（ステップＳＴ１４２０：ＹＥＳ）には、ステップＳＴ１４０５に戻る。
判定の結果、送信可否判定部３１３に設定されているバックオフ値が、ステップＳＴ１４１２又はステップＳＴ１４１６にて更新されたコンテンションウィンドウ以上とき（ステップＳＴ１４２０：ＮＯ）には、ランダムバックオフ設定部３１２は、更新されたコンテンションウィンドウ内でバックオフ値をランダムに選択する（ステップＳＴ１４２１）。
このように本実施の形態によれば、無線端末５００に、ＡＩＦＳとバックオフ値とにより送信データの送信タイミングを制御する、具体的にはＡＩＦＳ管理部１８１により決定されるＡＩＦＳ値と、バックオフ値とから求める所定の待ち時間が経過するときにメディアがアイドル状態である場合に送信データの送信を制御する送信可否判定部３１３と、送信データの送信要求発生からの経過時間に応じてその送信データに関するＡＩＦＳ値を調整するＡＩＦＳ管理部１８１と、経過時間に応じてバックオフ値が取りうる範囲を規定するコンテンションウィンドウのサイズを調整するコンテンションウィンドウ管理部５１１と、さらに送信データの送信に掛かる送信所要時間を算出する送信所要時間算出部５１２と、送信データを破棄するタイムアウトまでの残余時間（上記残り許容時間）を求める残り許容時間算出部５１３とを設けた。
そして、このコンテンションウィンドウ管理部５１１は、残余時間がコンテンションウィンドウサイズの最大値と送信所要時間とＡＩＦＳとの和よりも小さいときに、コンテンションウィンドウサイズの最大値を残余時間と送信所要時間およびＡＩＦＳの和との差に調整する。
こうすることにより、送信データの送信要求発生からの経過時間が長い送信データはＡＩＦＳ値を小さく設定するのみならず、バックオフ値の取りうる範囲であるコンテンションウィンドウのサイズについても小さく設定することができ、そのＡＩＦＳ値とバックオフ値とから求められる所定の待ち時間もより小さく設定される。さらに、コンテンションウィンドウサイズの最大値がタイムアウト時間から逆算して決められる。そのため、他の送信データよりも優先して送信される可能性が高くなるため、送信データがタイムアウトにより破棄される可能性をより低くすることができる。その結果、通信の確実性および安定性を向上することができる。
本発明の通信装置の第１の態様は、データの種類に依存する所定待ち時間（ＡＩＦＳ）とバックオフ値とにより送信データの送信タイミングを制御する送信制御手段と、前記送信データの送信要求発生からの経過時間又は前記送信データの再送回数に応じて前記送信データのＡＩＦＳを調整するＡＩＦＳ設定手段と、を具備する構成を採る。
この構成によれば、送信データの送信要求発生からの経過時間が長い送信データはＡＩＦＳ値を小さく設定することができ、そのＡＩＦＳ値とバックオフ値とから求められる所定の待ち時間も小さく設定される。そのため、他の送信データよりも優先して送信される可能性が高くなるため、送信データがタイムアウトにより破棄される可能性を低くすることができる。その結果、通信の確実性および安定性を向上することができる。また、再送回数が多い送信データはＡＩＦＳ値を小さく設定することができ、そのＡＩＦＳ値とバックオフ値とから求められる所定の待ち時間も小さく設定される。そのため、他の送信データよりも優先して送信される可能性が高くなるため、再送回数が多い送信データ、すなわちタイムアウトまでに残された時間が短いと推定される送信データがタイムアウトにより破棄される可能性を低くすることができる。その結果、通信の確実性および安定性を向上することができる。
本発明の通信装置の第２の態様は、上記構成において、前記経過時間に応じて前記バックオフ値が取りうる範囲を規定するコンテンションウィンドウのサイズを調整するコンテンションウィンドウ設定手段を具備する構成を採る。
この構成によれば、送信データの送信要求発生からの経過時間が長い送信データはＡＩＦＳ値を小さく設定するのみならず、バックオフ値の取りうる範囲であるコンテンションウィンドウサイズについても小さく設定することができ、そのＡＩＦＳ値とバックオフ値とから求められる所定の待ち時間もより小さく設定される。そのため、他の送信データよりも優先して送信される可能性が高くなるため、送信データがタイムアウトにより破棄される可能性をより低くすることができる。その結果、通信の確実性および安定性を向上することができる。
本発明の通信装置の第３の態様は、上記構成において、前記送信データの送信に掛かる送信所要時間を算出する送信所要時間算出手段と、前記送信データを破棄するタイムアウトまでの残余時間を求める残余時間算出手段と、を具備し、前記コンテンションウィンドウ設定手段は、前記残余時間が前記コンテンションウィンドウサイズの最大値と前記送信所要時間と前記ＡＩＦＳとの和よりも小さいときに、前記コンテンションウィンドウサイズの最大値を前記残余時間と前記送信所要時間および前記ＡＩＦＳの和との差に調整する構成を採る。
この構成によれば、送信データの送信要求発生からの経過時間が長い送信データはＡＩＦＳ値を小さく設定するのみならず、バックオフ値の取りうる範囲であるコンテンションウィンドウサイズについても小さく設定することができ、そのＡＩＦＳ値とバックオフ値とから求められる所定の待ち時間もより小さく設定される。さらに、コンテンションウィンドウサイズの最大値がタイムアウト時間から逆算して決められる。そのため、他の送信データよりも優先して送信される可能性が高くなるため、送信データがタイムアウトにより破棄される可能性をより低くすることができる。その結果、通信の確実性および安定性を向上することができる。
本発明の通信装置の第４の態様は、上記構成において、前記再送回数が所定回数を超えると当該再送回数に応じて前記バックオフ値が取りうる範囲を規定するコンテンションウィンドウのサイズを小さく調整するコンテンションウィンドウ設定手段を具備する構成を採る。
この構成によれば、再送回数が多い送信データはＡＩＦＳ値を小さく設定するのみならず、バックオフ値の取りうる範囲であるコンテンションウィンドウサイズについても小さく設定することができ、そのＡＩＦＳ値とバックオフ値とから求められる所定の待ち時間もより小さく設定される。そのため、他の送信データよりも優先して送信される可能性が高くなるため、再送回数が多い送信データ、すなわちタイムアウトまでに残された時間が短いと推定される送信データがタイムアウトにより破棄される可能性をより低くすることができる。その結果、通信の確実性および安定性を向上することができる。
本発明の通信装置は、送信データがタイムアウトにより破棄される可能性を低くして通信の確実性および安定性を向上する効果を有し、特にＥＤＣＡ(Enhanced Distributed Channel Access)方式が適用される無線ＬＡＮシステムにおける無線端末およびアクセスポイントとして有用である。
本発明の実施の形態１に係る無線端末の構成を示すブロック図 図１の制御部の動作を説明するためのフロー図 図１のＡＩＦＳ管理部におけるＡＩＦＳ値の算出方法の説明に供する図 図１のＡＩＦＳ管理部におけるＡＩＦＳ値の他の算出方法の説明に供する図 図１の無線端末の動作の説明に供する図 実施の形態２に係る無線端末の構成を示すブロック図 図６の制御部の動作を説明するためのフロー図 図６のＡＩＦＳ管理部におけるＡＩＦＳ値の算出方法の説明に供する図 図６の無線端末の動作の説明に供する図 実施の形態３に係る無線端末の構成を示すブロック図 図１０の制御部の動作を説明するためのフロー図 図１０のコンテンションウィンドウ管理部におけるコンテンションウィンドウの算出方法の説明に供する図 図１０の無線端末の動作の説明に供する図 実施の形態４に係る無線端末の構成を示すブロック図 図１４のコンテンションウィンドウ管理部におけるコンテンションウィンドウの算出方法の説明に供する図 実施の形態５に係る無線端末の構成を示すブロック図 図１６の制御部の動作を説明するためのフロー図 従来の無線端末の動作の説明に供する図 従来の無線端末およびアクセスポイントにおける送信データの衝突回数とコンテンションウィンドウの関係を示す図 従来の無線端末およびアクセスポイントにおける送信データのアクセスカテゴリとその優先度との関係を示す図 従来の無線端末およびアクセスポイントにおけるアクセスカテゴリとコンテンションウィンドウの最小値および最大値との関係を示す図 従来の無線端末の動作の説明に供する他の図
符号の説明
１００、２００、３００、４００、５００ 無線端末
１１０ メモリ
１２０ 符号化部
１３０ ＯＦＤＭ変調部
１４０ 送信無線部
１５０ 受信無線部
１６０ ＯＦＤＭ復調部
１７０ 復号部
１８０、２１０、３１０、４１０、５１０ 制御部
１８１、２１１ ＡＩＦＳ管理部
１８２、２１２、３１１、４１１、５１１ コンテンションウィンドウ管理部
１８３、２１３、３１２ ランダムバックオフ設定部
１８４、２１４ キャリアセンス時間算出部
１８５、２１５ キャリアセンス部
１８６、２１６、３１３ 送信可否判定部
１８７、２１７ ＡＣＫ判定部
１８８、３１４ 経過時間測定部
２１８ 送信回数カウンタ
５１２ 送信所要時間算出部
５１３ 残り許容時間算出部

Claims (1)

  1. 所定待ち時間（ＡＩＦＳ）とバックオフ値とにより送信データの送信タイミングを制御する送信制御手段と、
    前記バックオフ値が取りうる範囲を規定するコンテンションウィンドウのサイズを調整するコンテンションウィンドウ設定手段と、
    前記送信データの送信に掛かる送信所要時間を算出する送信所要時間算出手段と、
    前記送信データを破棄するタイムアウトまでの残余時間を求める残余時間算出手段と、
    を具備し、
    前記コンテンションウィンドウ設定手段は、前記残余時間が前記コンテンションウィンドウサイズの最大値と前記送信所要時間と前記ＡＩＦＳとの和よりも小さいときに、前記コンテンションウィンドウサイズの最大値を前記残余時間と前記送信所要時間および前記ＡＩＦＳの和との差に調整する、
    通信装置。
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