JPH01152837A - 制御ｃｓｍａパケット交換システム - Google Patents

制御ｃｓｍａパケット交換システム

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Publication number
JPH01152837A
JPH01152837A JP63273364A JP27336488A JPH01152837A JP H01152837 A JPH01152837 A JP H01152837A JP 63273364 A JP63273364 A JP 63273364A JP 27336488 A JP27336488 A JP 27336488A JP H01152837 A JPH01152837 A JP H01152837A
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JP
Japan
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station
idle
period
channel
average
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Pending
Application number
JP63273364A
Other languages
English (en)
Inventor
Pierre-Jacques F Courtois
ピエール−−ジャック・フランソワ・シャルル・クールトワ
Guy F J Scheys
ギ・フランソワ・ジュール・シェイ
Pierre-Nicholaas W Semal
ピエール−ニコラス・ウイリー・スマル
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Gloeilampenfabrieken NV
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Filing date
Publication date
Application filed by Philips Gloeilampenfabrieken NV filed Critical Philips Gloeilampenfabrieken NV
Publication of JPH01152837A publication Critical patent/JPH01152837A/ja
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W74/00—Wireless channel access
    • H04W74/08—Non-scheduled access, e.g. ALOHA
    • H04W74/0833—Random access procedures, e.g. with 4-step access
    • H04W74/0841—Random access procedures, e.g. with 4-step access with collision treatment
    • H04W74/085—Random access procedures, e.g. with 4-step access with collision treatment collision avoidance

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は゛′キャリヤ　センス　マルチプル　アクセス
”’　（ＣＳＭＡ）プロトコル、特に非持続形弐Ｃ５Ｍ
Ａプロトコルにより情報パケットを多重化するようにし
た制御Ｃ５ＭＡパケット交換システムに関するものであ
る。
また、本発明はこの種制御Ｃ５ＭＡパケット交換システ
ムの作動方法およびこの種システム内で使用するステー
ションに関するものである。
アイ・イー・イー・イー　トランザクションオン　コミ
ュニケーションズ、νｏ１．　Ｃ０Ｍ−２３，Ｎｏ、１
２゜１９７５年１２月、１４００〜１４１６ページに掲
載のエル・タラインロツタ（Ｉｍ　Ｋｌｅｉｎｒｏｃｋ
）およびエフ・ニー・トバギー（Ｆ、Ａ、Ｔｏｂａｇｉ
）による論文“無線チャネルにおけるパケット　スイッ
チング：Ｐａｒｔ　１−キャリヤ　センス　マルチブル
ーアクセス　モードおよびそれらのスループット遅延特
性（Ｐａｃｋｅｔ　　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ　ｉｎ　Ｒａ
ｄｉｏ　Ｃｈａｎｎｅｌｓ：　Ｐａｒｔ　１−Ｃａｒｒ
ｉｅｒ　ＳｅｎｓｅＭｕｌｔｉｐｌｅ−八ｃｃｅｓｓ　
　Ｍｏｄｅｓ　　ａｎｄ　　Ｔｈｅｉｒ　　Ｔｈｒｏｕ
ｇｈｐｕｔＤｅｌａｙ　Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ
ｓ）″には、２つのＣＳＭＡプロトコルにつき記載され
ており、これらをランダムアロハ（ＡＬＯＨＡ）アクセ
ス　モードと比較している。上記の２つのＣ５ＭＡプロ
トコルは非持続形Ｃ３Ｍ＾（ｎｏｎ−ｐｅｒｓｉｓｔｅ
ｎｔ　ＣＳＭＡ）およびＰ−持続形ＣＳＭＡ（Ｐ−ｐｅ
ｒｓｉｓｔｅｎｔ　ＣＳＭＡ）である。簡単にいえば、
ＣＳＭＡは他のユーザーの送信による搬送波に対する信
号チャネルを始めに聴取（またはセンス）することによ
り２またはそれ以上のステーションからほぼ同時に送信
される情報パケット間の衝突の可能性を減少させる技術
で、ＣＳＭＡ技術内の変化はチャネルをセンスした後ユ
ーザーのとる行動を中心としたものである。
非持続形ＣＳＭＡプロトコルの場合は、転送可情報パケ
ットを有するステーションは次のように作動する。
■）　チャネルがアイドル状態（空いている状態）であ
るとセンスされた場合、ステーヨンはパケットを送信す
る。
２）　チャネルがビジィ状態（使用状態）であるとセン
スされた場合、ステーションはセンスした遅延分布にし
たがっである時間遅れてパケットを再送信するよう再度
スケジューリングを行う。
次に、この新しい時間ポイントにおいてチャネルをセン
スし、上記のアルゴリズムを繰返す。
非持続形ＣＳＭＡプロトコルを使用する場合は、各ステ
ーションは受信モードから送信モードにスイッチするの
に有限の時間ａを要し、この時間間隔の間に、チャネル
をセンスしている他のステーションがそのチャネルがア
イドル状態であることを発見し、それ自体の情報パケッ
トを送信する準備をするという事実により最大のスルー
プット（処理能力比）を達成することはできない。この
時間間隔ａはしばしばバルネラビリティ周期（ｖｕｌｎ
ｅｒａｂｉｌｉｔｙ　ｐｅｒｉｏｄＨ弱点のある時間）
と呼ばれる。
ｐ−持続形Ｃ３ＭＡプロトコルの場合は送信可状態のス
テーションは次のように作動する。
１）　チャネルがアイドル状態であるとセンスされた場
合、ステーションは確率ｐでバケツ斗を送信する。ステ
ーションが送信を取り止めた場合は、それはバルネラビ
リティ周Ｂ、ＩＩａに等しい時間間隔待機し、再度チャ
ネルをセンスする。この新しい時間ポイントにおいて、
チャネルが依然としてアイドル状態を検知された場合は
、ステーションは上記の手順を繰返し、そうでない場合
、ステーションは再度センスされた遅延分布にしたがい
ある程度遅れた時間にパケットの送信を行うよう再スケ
ジューリングを行う。
２）　チャネルがビジィ状態であるとセンスされた場合
、ステーションはチャネルがアイドル状態になるまで待
機した後、上記のように作動する。
非持続形ＣＳＭＡにおいては、適当な再送信遅延分布の
動的決定にはとりわけチャネルに提供される平均ロード
の詳細を必要とする。チャネルに提供される平均ロード
はセンシングのみにより形成されているため、それは測
定不可能である。しかしながら、チャネル上の有効なパ
ケット　トラフィックはセンシング　レートに直接関係
する。したがって、このトラフィックの測定はセンシン
グの数に関しての平均提供ロードの評価を与えることに
なる。
アイ・イー・イー・イー　トランザクションズオン　コ
ミュニケーションズ、　Ｖｏｌ、Ｃ０Ｍ−２３，Ｎｏ、
　９゜１９７５年９月、８９０〜９０４ページに掲載の
エル・タラインロック（Ｉｍ　Ｋｌｅｉｎｒｏｃｋ）お
よびニス・ラム（Ｓ、　Ｌａｍ）による論文”マルチア
クセス放送チャネルにおけるパケット　スイッチング：
動的制御手順（Ｐａｃｋｅｔ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ　ｉ
ｎ　ａ　Ｍｕｌｔｉａｃｃｅｓｓ　Ｂｒｏａｄｃａｓｔ
ｃｈａｎｎｅｌ：　Ｄｙｎａｍｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　
Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ”においては、アイドル　スロッ
ト確率Ｐ０の測定を用いて、スロッテッドＡＬＯＩＩＡ
　（アロハ）プロトコルによりアクセスされるチャネル
に提供される平均ロードＧを制御することが提案されて
いる。このプロトコルの場合は、時間軸はパケット送信
時間に等しいスロットに分割されており、送信可情報パ
ケットを有するステーションは次のスロットの始まるま
で待機した後パケットを送信する。非持続形ＣＳ門へプ
ロトコルの場合、同じような戦略を実現することは極め
て困難である。第１に、チャネルがアイドル状態である
確率の評価にはビジィ周期およびアイドル周期の平均長
の推定（または評価）が必要であり、２番目にＰｏから
直接Ｇを抽出しうるような公式がないことである。
プロシーディング　オフ　アイ・イー・イー・イー　Ｍ
ＩＬＣＯＭ’　８３．ワシントン、　１９８３年、６４
５〜６４９ページに掲載のエム・ニス・ハゼル（Ｍ、Ｓ
、Ｈａｚｅ−１１）およびビー・エッチ・デイビイーズ
（Ｂ、Ｈ，Ｄａｖｉｅｓ）による論文“１６　Ｋビット
／秒ＶＩＩＦパケット無線回路網の設計に関するアプロ
ーチ（Ａ　Ｆｕｌｌｙ　　Ｄｉｓｔｒｉ−ｂｕｔｅｄ　
Ａｐｐｒｏａｃｈ　ｔｏ　ｔｈｅ　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ
　ａ　１６　Ｋｂｉｔｓ／ｓｅｃ　ＶＨＦ　Ｐａｃｋｅ
ｔ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）”には、クラッシュ比（ｃｌａｓ
ｈ　ｒａｔｉｏ：衝突比）の測定から、すなわち、２ま
たはそれ以上の情報パケットがほぼ同時に送信されるこ
とにより不成功に終った送信のパーセンテージの測定か
ら平均提供ロードＧの評価を抽き出すことが提案されて
いる。この論文は、この方法の信鎖性を指摘しているが
、ある場合に過大な標準偏差を呈するという欠点を有す
るクラッシュ比の測定に頼らない他のアプローチによっ
て情報パケットのスルーブツトをさらに改善させること
も可能である。
各々情報パケットを送信しようとするとき、送信チャネ
ルをセンスする手段ならびにアイドル状態とセンスされ
たチャネルに応じて情報パケットを送信する手段を有す
る少なくとも２つのステーションを含む本発明に係る制
御キャリヤ　センスマルチプル　アクセス（Ｃ３Ｍ＾）
パケット交換システムは、チャネルがビジィ状態とセン
スされた場合に、次式、すなわち、 Ｌｌ＋１ または Ｉｊ。
に示すような動的に決められた時間間隔ＴＳｕ内におい
て新しいセンシング　ポイントをランダムにスケジュー
リングするようにしたこと（ただし、ＴＳｕはすべでの
ステーションがチャネル　アクセスを争っているとき期
待されるスルーブツトを最大にするスケジューリング時
間間隔、ＴＳｕは２つのステーションがチャネル　アク
セスを争っているとき期待されるスループットを最大に
するスケジューリング時間間隔、ＴＳｕ、は前の（ｎ−
１）番目の観測インターバルに決められたスケジューリ
ング時間間隔、Ｇアー、は（ｎ−１）番目の観測インタ
ーバルにおける平均提供ロード、Ｇ、は公称平均提供ロ
ード、αは平滑係数である）を特徴とする。
本発明の一実施例においては、（ｎ−１）番目のインタ
ーバルにおける平均提供ロードＧｎ−１の評価を平均ア
イドル周期長の評価から抽出するようにしている。ここ
で、Ｇ、−＋　＝　（Ｅ　（ｆ（Ｉ）　）　−ａ）−’
ただし、Ｅ（ｉ！、’（１））は平均アイドル周期の評
価値、またａはステーションのスイッチング時間である
。このように平均アイドル周期長の評価が使用しうる場
合は、最適制御が保持されると考えられる。
最適制御に対しては、期待されるチャネル　スループッ
トを最大にする平均提供ロードの値Ｇ。を決定し、スケ
ジューリング時間間隔ＴＳｕにより、チャネルに提供さ
れる平均ロードをＧｏの公称値に保持するようにする。
平均アイドル周期長は観測周期の間に起こるアイドル周
期の長さを平均化することにより評価すること、すなわ
ち、平均アイドル周期の評価値Ｅ　（ＩＩ）　）　＝　
ＳＩ／ＮＩ　とすることが望ましい。
ただし、ＳＩはアイドル周期長の現在の和、またＮＩは
アイドル周期の数である。
また、各ステーションは、それが前のアイドル周期の終
りおよび後続のアイドル周期の始めを検出できないビジ
ィ周期に関与する場合に平均アイドル周期を評価する評
価手段を具備するを可とする。
本発明の第１実施例においては、該評価手段はその現在
の評価値からそのステーションが送信しているビジィ周
期と接するアイドル周期を切捨て、完全に観測された周
期のみをベースにしてその評価を行うようにしたことを
特徴とする。
また本発明の第２実施例においては、該評価手段はその
評価の中に、ステーションが送信しているビジィ周期の
すぐ前およびすぐ後のアイドル周期の時間領域における
合計長の近似を統合（積分）し、かつ、前のアイドル周
期の始め（ｔｂ（Ｉｍ、、））と次に続くアイドル周期
の終り（ｔ’　（ＩＩＩ＋＋））を決定し、中間にある
ビジィ周期の長さの上限を（１＋ａ）とし、ｔ”（ｒ、
、＋）からｔｂ（Ｉｍ）および（１＋ａ）を減すること
により該近似を得るようにしたことを特徴とする。
さらに、本発明の第３実施例においては、該評価手段は
その評価の中にステーションが送信しているビジィ周期
のすぐ前およびすぐ後のアイドル周期の時間領域におけ
る合計長の近似を統合（積分）し、かつ、前のアイドル
周期の始めｔｂ（Ｉｍ）と次に続くアイドル周期の終り
（ｔ＠（ｒ、、＋））を決定し、ステーションが送信し
ている中間のビジィ周期の長さＥ（１！、（Ｂ、））を
評価し、ｔ”　（ｔｌＩ−＋）からｔｂ（Ｉｍ）および
Ｅ（ｊ２（Ｂ、））を減することにより、該近似を得る
ようにしたことを特徴とする。
またさらに、本発明の第４実施例においては、該評価手
段はその評価の中に前のアイドル周期の終りを評価し、
前のアイドル周期の起った時間を減することにより前の
アイドル周期の長さの近似を統合（積分）し、すぐ後の
アイドル周期の終りが起った時間から該アイドル周期の
始めの評価値を減することによりすぐ後のアイドル周期
の長さの近似を統合（積分）するようにしたことを特徴
とする。
第３実施例と比較した場合の第４実施例の利点は観測イ
ンターバル中に少なくとも１つの完全なアイドル周期が
起った場合、すべてのステーション（送信または受信中
の）が平均アイドル周期長の評価を有することを賭けて
いる点である。これは第３実施例では見られないことで
、ステーションが連続する２またはそれ以上のビジィ周
期に関与する場合は特にそうである。また、第３実施例
の場合、ステーションはそれがアイドル周期の終り、す
なわち、ステーションが関与していないビジィ周期の始
めを観測するまで待機する必要があり、その後でなけれ
ば中間のアイドル周期の近似を得ることはできない。こ
れは第４実施例においては見られない。
第４実施例の評価手段は前のアイドル周期の終りを送信
用パケットを有するステーションがチャネルのアイドル
状態を発見した時間（ｔ２）よりδ秒遅く、すなわち、
時間ｔ２＋δであると評価するようにしている。ここで
、δはアイドル周期補正を含み、 ■ ａ＋　−（１−ｅ−”） δ＝　□ に等しい。ただし、ａはステーションの受信・送信スイ
ッチング時間、Ｇはチャネルに提供されるロードである
。また、前記評価手段は次に続くアイドル周期の始めを
ｔｔ＋１＋２ａ−δを評価するようにしている。ただし
、１は情報パケットの送信時間（単位時間）である。
観測インターバルの大きさは過大標準偏差を与えるほど
長くすべきでないが、同時にセンスされるアイドル周期
の数はＧ７−１　において高い信顛度で評価できるよう
なものとする必要がある。本発明の第４実施例において
は、Ｕ　−ｍａｘ　（２Ｘ　ＴＳ　：　％）をベースに
して観測周期（ロ）を動的に決定するようにしている。
ここで、ＴＳは現在の制御変数である。
また、少なくとも１つの通信チャネル上で作動する少な
くとも２つのステーションを含む非持続形制御Ｃ５ＭＡ
パケット交換システムを作動させるための本発明方法に
よるときは、ステーションによリチャルがビジィ状態で
あることがセンスされた場合、次式、すなわち、 ｌｌ−１ ＴＳＩ、＝ｍｉｎ（ＴＳｕ、　ｍａｘ（ＴＳｚ＋　ＴＳ
ｕｌ−１））または Ｏ に示すような動的に決められた時間間隔ＴＳｎ内におい
て新しいセンシング　ポイントをランダムにスケジュー
リングするようにしたこと（ただし、ＴＳｕはすべでの
ステーションがチャネル　アクセスを争っているとき期
待されるスループットを最大にするスケジューリング時
間間隔、ＴＳｕは２つのステーションがチャネル　アク
セスを争っているとき期待されるスループットを最大に
するスケジューリング時間間隔、ＴＳｕ　、は前の（ｎ
−１）番目の観測インターバルに決められたスケジュー
リング時間間隔、Ｇｎ−１は（ｎ−１）番目の観測イン
ターバルにおける平均提供ロード、Ｇｏは公称平均提供
ロード、αは平滑係数である）を特徴とする。
また、受信機と、送信機と、該受信機または送信機のい
ずれかを通信チャネルにスイッチするスイッチング手段
とを含み、該受信機に、通信チャネルのビジィ・アイド
ル状態をセンスする手段でステーションが送信可情報パ
ケットを有し、チャネルがアイドル状態とセンスされた
場合に受信機から送信機にスイッチするスイッチング手
段を作動させるためのセンシング手段を設けるようにし
た非持続形制４１ＣＳＭ＾交換システム内で使用する本
発明ステーションによるときは、該ステーションが送信
可情報パケットを有し、チャネルがとシイ状態とセンス
された場合に、次式、すなわち、ＪＯ または に示すような動的に決められた時間間隔ＴＳ□内におい
て新しいセンシング　ポイントをランダムにスケジュー
リングするようにしたこと（ただし、ＴＳｕはすべての
ステーションがチャネル　アクセスを争っているとき期
待されるスループットを最大にするスケジューリング時
間間隔、ＴＳｕは２つのステーションがチャネル　アク
セスを争っているとき期待されるスループットを最大に
するスケジューリング時間間隔、ＴＳｎ−、は前の（ｎ
−１）番目の観測インターバルに決められたスケジュー
リング時間間隔、Ｇ７−５は（ｎ−１）番目の観測イン
ターバルにおける平均提供ロード、Ｇｏは公称平均提供
ロード、αは平滑係数である）を特徴とする。
以下添付図面により本発明を説明する。
添付図面において、同一構成素子に関しては同一符号文
字を用いて表示しである。
第１図に示すＣ３ＭＡパケット交換システムは単一チャ
ネル無線リンクを介して相互に交信可能な４つのステー
ション１０．１２．１４．１６を含み、各ステーション
は受信機１８および送信機２０により形成したトランシ
ーバ（送受信機）を含む。また、ステーション１０ない
し１６の各々はコンピュータのような情報源（図示を省
略）を含み、前記コンピュータの情報を他のステーショ
ンにおける他のコンビニーりに時折中継しうるよう構成
する。この場合、情報は一定の長さまたは可変長のパケ
ットにより伝送されるようにする。いま、ステーション
１６のようなステーションから例えばステーション１４
に情報パケットを伝送しようとする場合は、その受信機
でチャネルを聴取し、チャネルがアドレス状態（空いて
いる状態）のときは、スイッチ２２は受信モードから送
信モードに切換ねり、情報パケットを送出する。しかし
、チャネルがビジィ状態（使用中の状態）の場合、また
は他の情報パケットがほぼ同時に送信されることによる
衝突のため情報パケットが変形された場合は、ステーシ
ョンはいわゆるバックログ（ｂａｃｋｌｏｇ）され、非
持続形ＣＳＭＡプロトコルのもとで、センシング遅延分
布（ｓｅｎｓｉｎｇ　ｄｅｌａｙ　ｄｉＳｔｒｂｕｔｉ
ｏｎ）にしたがって、ある程度後れた時間に再度送出が
試みられる。前述したように、情報パケット間の衝突は
第２ステーシヨンが無線チャネルを聴取していわゆるバ
ルネラビリティ周期（ｖｕｌｎｅｒａｂｉｌｉｔｙ　ｐ
ｅｒｉｏｄ　：弱点のある時間を意味する）と呼ばれる
時間周期の間にチャネルがアイドル状態であることを見
付け、第１ステーシヨンが受信から送信に切換えられる
ような場合に起こる可能性がある。このＣＳＭＡは有線
または光ファイバのような他の形式の通信チャネルにも
適用できること当然である。また、プロトコルは２また
はそれ以上の通信チャネル用として適応させることも可
能である。
第２図は、時間領域においてシグナリング（信号）チャ
ネル上に起こりうる種々の状態を示す。
シグナリングチャネルは交番するビジィ（Ｂ）周期およ
びアイドル（１）周期を含む。第２図の左側から始まっ
て、まず、アイドル周期１　ｍ−１内の任意の時間ｔ０
に、例えばステーション１０のようなステーションが情
報パケットを送信しようとして、チャネルの聴取を行い
、他のステーションにより送信されている搬送波がある
かどうか調べる。そこで、チャネルがアイドル状態であ
ることを発見した場合はステーションは受信から送信に
スイッチされ、時間ｔ１１（Ｉｍ１）に情報パケット２
４を送出する。この情報パケット２４は、新しく生成さ
れたパケット（この場合、チャネルのセンシングおよび
パケットの直接または即時伝送をイミデイエイト　ファ
ースト　トランスミッション（ＩＦＴ）と呼称する）で
あってもよく、あるいはチャネルがビジィ状態であるこ
とのためまたはチャネル上におけるパケットの衝突のた
めそれが生成されたときに送信されなかったか、旨く送
信されなかったバックログ情報パケットでもよい。パケ
・ント２４の送信は時間ｔ　’（Ｉ　ｍ−＋）に終り、
し　たがって、ビジィ周期ＢＩＭ−１は（ｔｂ（Ｉｍ）
−ｔ”　（１、、、−＋）　）の長さを有する。このビ
ジィ周期の後にアイドル周期■、が続く。次に時間経過
りの後、例えばステーション１２のようなステーション
が情報パケットを送信することを所望し、それが時間ｔ
、にチャネルをセンスしてチャネルがアイドル状態であ
ることを認識し、ステーションは受信から送信にスイッ
チされる。この操作にはａ秒を必要とする。
ここで、ａはユニティすなわちｌのような標準的情報パ
ケットの長さに比し小である。時間ｔ＠（Ｉｍ）になる
と、ステーション１２はパケット２６の送信を開始し、
ビジィ周期Ｂ１が始まる。インターバルａ１すなわちス
テーション１２のスイッチング時間の間に、例えば、ス
テーション１４および１６のような２つの他のステーシ
ョンがパケットを送信しようと所望して、それぞれ時間
ｔ２およびｔ３にチャネルをセンスし、チャネルがアイ
ドル状態であることを認知した場合、ステーション１４
および１６は受信から送信にスイッチされ、それぞれの
バケット２８および３０を送出する。この場合には、バ
ケツ）２６．２８および３０が同時にチャネル上に存在
するため、パケットは衝突し、情報は変形を受ける。
また、ビジィ周期Ｂ１は時間ｔｂ（１ｍ４＋）＝ｔｚ＋
ａ＋１、すなわち、ステーション１６がパケット３０の
送信を終了したときに終る。
非持続形制御ＣＳＭＡプロトコルによるときは、パケッ
１−２６．２８．３０はそれらの関連ステーション１２
゜１４、１６においてバックログされ、関連ステーショ
ンによりスケジュールされた時間Ｌ＋τにチャネルをセ
ンスすることにより後刻それらのパケットを送出しよう
と試みる。τはスケジューリング時間間隔（ＳＴＩ）と
呼ばれる時間間隔（０，ＴＳ）内で一様に引き出される
ランダム変数である。ステーション１０．１２．１４お
よび１６により採用されるスケジューリングはチャネル
の良好な使用を最大にするよう決定される。したがって
、軽トラフィック状態のもとでは、時間間隔ＴＳは比較
的短かく、重トラフィック状態のもとではＴＳは比較的
長い。このように、時間間隔ＴＳを制御することにより
、ステーションはチャネルに提供されるロード（負荷）
Ｇ（単位時間あたりのセンシングに関する）を制御する
ことができる。時間間隔ＴＳを同調させるためには、受
信・送信切換え時間ａ、パケット長（またはそれが固定
されない場合はその配分）および所望のシステム性能を
考慮し、公称負荷Ｇ０（最適値）を限定しうるようにす
る必要がある。
本発明によるときは、次の時間間隔に対する公称ロード
Ｇ０を得るためのＴＳｕの値は次式により与えられる。
ＩＪ（１ ここでＴＳｕ、は最後の観測インターバル（（ｎ−１）
Ｗ目の観測インターバル）間にＳＴＩの長さに対して使
用されたものであり、またＧｎ−１は同じインターバル
間に測定された平均負荷である。
いま、安定度の理由により、平滑係数αを使用する必要
がある場合は、（１）式は次のようになる。
Ｏ 安定度の理由のため、ＴＳの値は各ビジィ周期Ｂ１の後
ごとに更新するのでなく、複数のビジィ周期およびアイ
ドル周期と等価のインターバルＵの間、チャネルを観測
した後、更新するようにする。観測インターバルＵはま
た、制御変数ＴＳの２つの連続する更新間の時間間隔に
も対応する。
式（１）および（２）は２つの仮定にもとづいている。
すなわち、第１にトラフィックは本質的にバックログ　
ステーションにより生成されるセンシングにより形成さ
れている（新しく生成されたパケットにより生ずる最初
のセンシングは無視される）という仮定であり、第２に
、最後の観測インターバルの間にバックログされたステ
ーションの数すは次のインターバルに対してもほぼ同じ
であるという仮定である。このような仮定のもとでは、
（１）式から簡単に次のことがいえる。すなわち、ＴＳ
ｕ、−１で作動するｂステーションが最後の観測インタ
ーバルＵの間に平均負荷Ｇ７〜１を生成した場合は、Ｔ
Ｓｕで作動する同じｂステーションは平均負荷Ｇ０を生
成する。
かくして、（１）式または（２）式の更新を行うには、
最後の観測インターバルの間に提供された平均負荷の評
価（または推定）　　Ｇｎ−１を必要とする。この平均
ロードはセンシングのみにより形成されているので測定
することは不可能であるが、チャネル上の実際のパケッ
ト　トラフィックはセンシング　レートに直接関係する
。したがって、このトラフィックの測定によりセンシン
グの数に関しての平均提供負荷の評価（または推定）を
与えることができる。
本発明によるシステムは平均アイドル周期長の評価をベ
ースにしたものである。チャネルの時間行動はビジィ（
Ｂ）周期とアイドル（１）周期の交番するシーケンスで
ある（第２図参照）。アイドル周期■５の長さｆ　（Ｉ
ｍ）は送信の終りｔｂ（Ｌ）（任意の時間）と最初の次
のセンシング時間ｔ。
（勿論チャネルがアイドル状態になってから送信に至る
までの間である）の間に経過した時間Ｄプラス受信・送
信スイッチング時間ａに等しい。
Ｉ！、　　（Ｉ、）　　　＝ｔ　　″　（Ｉ、）−むｂ
　（Ｉ、）＝　ｔ’　（１＋ｎ）−ｔ、＋ｔ、−ｔｂ（
ｒｌＮ）＝　ａ　＋　Ｄ　　　　　　　　”−−・・−
（３）平均して、Ｄはランダムな時間に到来した個々の
観測者が最初のセンシングまで待機しなければならない
時間である。センシングの到来プロセスは、平均Ｇｎ−
１で分布するポアソン分布とみなすことができるので、
平均して、この時間りは平均の中間到着時間（インター
アライバル　タイム）Ｇｆｉ−＋　＝　（Ｅ　（１（Ｉ
）　）　−ａ）−’　　　　　−−−−−（５）かくし
て、平均アイドル周期長の評価値が使用できる場合は、
最適制御を実施することができる。
このような評価は観測インターバルＵの間に生ずるアイ
ドル周期の長さの平均をとることにより与えられる。実
際は評価プロセスは、２つの変数ＳＩおよびＮＩの更新
よりなり、前記２つの変数はそれぞれ観測されたアイド
ル周期の長さとそれらの数の現在の和により形成される
。
５Ｉ＝ＳＩ＋！（Ｉｍ％）； ＮＩ＝ＮＩ＋１　　　　　　　　　　・−・−（６）制
御変数を更新する必要があるときは、平均アイドル周期
長の評価は次式、すなわち ππ了て丁）　＝ＳＩ／ＮＩ；　　　　　　・−（７）
により得られ、変数ＳＩおよびＮＩは０にリセットされ
る。
このように、ステーションは少なくとも各アイドル周期
のほぼ始めと、終りを検出しうるようにしなければなら
ない。これは受信状態のままのステーション、すなわち
全観測インターバルの間送信モードにスイッチされるこ
とのないステーションに対して問題を提起することはな
い。
また、他方において、ビジィ周ｊ１ＡＢｌ、ｌに関与す
るステーションは、Ｂ１の前後にアイドル周期の終り　
ｔ”（Ｉｍ）および始めｔｂ（ｒ、。Ｉ）を検出するこ
とかできない。実際には、このステーションは時間ｔ２
にセンシング　ポイントを予定したものとし、チャネル
はその時間にアイドル状態であることをセンスされたも
のとする（第２図参照）。
この場合には、そのステーションは送信モード（時間ｔ
２＋　ａに到達されるモード）に切換ねり、時間間隔（
ｈ　＋　ａｌ　ｔ２　＋　ａ　＋　１３の間にそのパケ
ットを送信し、ついで受信モード（時間ｔ、＋２ａ＋１
におけるモード）にスイッチ　バックする。
かくして、送信中のステーションは送信盲目周期と呼ば
れる長さ２ａ＋１の時間周期の間チャネルを観測するこ
とはできない。このような送信盲目周期内にある時間ｔ
”（Ｌ）およびｔｂ（Ｉｍ、＋）が観測できないことに
より、このステーションは平均アイドル周期長のその評
価（６）のなかに長さｆｆｉ　（Ｉｍ）およびｆｉ　（
１、、ｌ）を自動的かつ正確に統合することはできない
。この問題に対処するためには、３つの異なる戦略に従
うことが考えられる。
３つの戦略の１つによる場合、ステーションはそれが送
信中のビジィ周期に境するアイドル周期■１および■。
、ｌをその現在の評価値から簡単に切捨てることができ
る。これは、ｆｆ）の評価プロセス（７）中には、完全
に観測しうるアイドル周期の長さだけが考慮されている
ことを意味する。この戦略はかなり容易に実現可能であ
るが、完全に観測しうるそれらのアイドル周期がそれら
の平均長の合理的な評価を得るのに充分な程多い場合に
のみ受は入れ可能である。実際上、この戦略は有効に観
測された１１の部分およびＩ。＋Ｉの部分、すなわち、
インターバル （ｔ’　（Ｌ）　、　ｔｚ　）および（ｔｚ＋１＋２ａ
、　ｊｅ　（Ｉ　ｎ−＋）　）　−（８）の長さを無視
している。さらに、ステーションが他の各ビジィ周期に
関与する場合は、［）を評価するために使用可能な情報
は全然残らない。
第１の戦略の変形はＩｍ）の評価値にアイドル周期１．
とＩ　ｍａｌを組合せた長さの近似値（アイテム上のラ
インで示す）を統合（または積分）することよりなる。
すなわち、 時間ｔ’（Ｉｆｆｉ）およびｔ″（Ｉ、、＋）は送信中
ノステーションにより観測可能であるので、これら２つ
のアイドル周期の長さの和は次式により与えられる。
Ｒ（Ｉｍ）　＋　１　（Ｉｍ、、＋）−ｔ　”（１、、
＋）−ｔゝ（Ｉｍ）　−ｆｆｉ　（Ｂ、）−・−００）
ここで、ｆ　（ＢＩＩｌ）はビジィ周期Ｂ、、ｌの長さ
である。
この累積和は次式のように分解できる。
？（１＋２ａ）−ｆ　（Ｂ、）＋ｔｚ−ｔｂ（ｒｍ）こ
れは実際に観測されたアイドル周期の部分（８）が考慮
されていることを示しているが、ｌ　（Ｂ、）の量は勿
論、その江信ステーションに対しては使用不能であり、
制限（ｂｏｕｎｄ）または近似させることが必要である
。定義によれば、この長さは１（パケットが単独で首尾
よく送信される場合）から１＋ａ　（ａは同じビジィ周
期に送信に導く任意の２つのセンシングを分離しうる最
大時間間隔である）の範囲に及ぶ。　　　□ １≦ｆ　（Ｂｆｆｉ）≦１　＋　ａ　　　　　　−−−
−−−−０２）上限１＋ａを使用する場合は、トータル
の長さ００）は低く評価され、したがってＥ（ＩＩ））
となる。
また、（５）式により、平均ロードＧｎ−１は過大評価
され、これはある程度の性能の劣化をもたらす。
しかし、制御手順が最適のものより小さい平均堤供ロー
ドを目指しているため、幸いなことにこの性能低下は高
安定度の方向に指向する。このような劣化は上限の代わ
りに！（Ｂ、Ｔｈ）の期待値を使用することにより一部
回避することが可能である。
３つの戦略の２番目は次の近似の１つを用いて式（９）
から展開される。
１　（ｒ、）＋　ｆ　（Ｌ＋＋）＝　ｔ”（Ｉｍ、＋）
−ｔｂ（Ｌ）−（１＋ａ）または ｔ”（Ｔｍ、＋）−ｔｂ（Ｉ、）−Ｅ　　Ｉ　　Ｂ　Ｊ
−本明細書の記述の残りの部分では、便宜のためビジィ
周期長の第２近似ｆｆ）を使用する。
第１の戦略に比べて、この第２の戦略は■。の長さおよ
び■□。１の長さ（実際に観測されたアイドル周期の部
分）に関して利用可能な情報を考慮しており、しかも上
限を使用するときは多くてａ／２のエラー、また期待値
０３）を使用するときはそれより小さいエラーΣを導入
している。ステーションかに個の連続するビジィ周期に
関与する場合は、（ｋ＋１）の連続するアイドル周期の
全体の長さの近似がＥ（ＩＩ））の評価中に統合される
。
ｊ＝ｍ ＮＩ＝ＮＩ＋に＋１ ここで、 ｊ＝ｍ この戦略は暗黙のうちに実際に測定された（ｋ＋１）ア
イドル周期部分を考慮しているが、それらの統合（積分
）されうる前に時間ｔ”　（Ｉｍに、＋）の観測を必要
とする。これは、ｌ１１−１が前の観測インターバルに
属する場合は、アイドル周期ｔ″（１−に、＋）の終り
より前には評価値が利用できないため、ＴＳの更新を行
うことができないことを意味する。
３つの戦略の第３番目は不完全に観測された各アイドル
周期の長さを独自に近似させることにより第２の戦略の
欠点を除去しようとするものである。
ＳＩ　＝ＳＩ　＋　ｆ　（Ｉｍ）　； θ′７） ＮＩ−ＪＩＩ＋１ 第２の戦略においては、ステーションが関与するビジィ
周期の長さｆ　（Ｂ、）を概算することができる。した
がって、ステーションはこのビジィ周期をそれ自体の送
信の中心部に位置するものと仮定することができる。こ
れは、その送信盲目周期が（ｔｚ、　ｔ２＋２ａ＋１３
の場合、ステーションは前のアイドル周期の終りを ｔ’　　　（１ｍ）　　　＝　　ｔｚ　　＋　　６　　
　　　　　　　　　　−・−−−（１Ｂ）として概算し
、次のアイドル周期の始めをｔ（■６゜＋）＝　ｔｚ＋
１＋２ａ−δ　　−・・・・−（１９）として概算する
ことを意味する。ここで、ａ＋　　＜１−ｅ”　） δ＝□−−−−−・−（２０） 実際上、受信モードから送信モードにスイッチするステ
ーションは現在のアイドル周期長に補正δを行う。
４２（Ｉｍ）＝　ｔ’（Ｉｍ）−ｔ’（Ｉｍ）＝　ｔｚ
−ｔ’（ｒｍ）＋δ（２１）また、逆に、次のアイドル
周期に関して同じ補正δがなされる゛。
ｉ！、（１１Ｉ４＋）＝ｔ”（１ｍ＋＋）−ｔ１′（１
ｍ−＋）＝ｊｂ（Ｉｎ−＋）−（ｊｚ＋１＋２８）＋δ
　　　（２２）ステーションがアイドル周期Ｉ。、ｌの
終りを観測できる場合（すなわち、ステーションが（ｍ
＋１）番目のビジィ周期に関与しない場合）には、２番
目と３番目の戦略の間に差異は残らない。実際に、式（
２１）および（２２）を用いて、２つの最後のアイドル
周期の長さの和を表わすと次式のようになる。
、ｔＩＩ（Ｉｍ、υ−ｔｂ（Ｌ）　−（１＋２ａ＋２６
〕・ｌ　（１ｍ）＋　ｌ　（Ｉ−＋）　　　　　　　　
　　（２３）かくして、この第３戦略は、ステーション
が連続して２またはそれ以上の（ｋ）ビジィ周期に関与
する場合以外は第２の戦略と同じような行動をとる。
第２戦略のもとでは、ステーションはそれがアイドル周
期の終り、ｔ”（Ｉ　ｍ、に、ｔ）すなわち、ステーシ
ョンが関与しないビジィ周期の始めを観測するまで待機
しなければならない。
第３の戦略のもとでは、すべてのステーション（送信中
または受信中の）は、観測インターバル中に少なくとも
１つの完全なアイドル周期が生じた場合は平均アイドル
周期長の評価値をもつことを保証される。
式（１）および（２）により限定される制御変数ＴＳの
更新の欠点はＴＳが任意の負でない値（ｎｏｎｎｅｇａ
ｔｉｖｅ−ｖａｌｕｅ）をとる可能性があることである
。これは、例えば、１評価周期の間チャネルが全体的に
無音状態の場合、ＴＳはゼロに等しくセットされること
を意味するが、制御変数は、チャネル　アクセスに関し
なにがしかの争いが存在する場合に、センシング時間を
スケジューリングするためにのみ使用される。したがっ
て、ＴＳは常に、チャネル　アクセスを争っているユー
ザーが２つだけのとき、期待されるチャネル　スループ
ットを最大にする値ＴＳｌに等しいか、それより大きい
値に保持されることを要求される。同様に、ＴＳの値は
、すべてのステーションがチャネル　アクセスを争って
いるときスループットを最大にする値ＴＳｕより大であ
ってはならない。かくして、ＴＳの更新は次式によ り行なわれる。
Ｇ。
または ＴＳｎ＝＝ｍｉｎ（ＴＳｕ＋ｍａｘ（ＴＳイ（１−ｃｒ
）　Ｘ式（２４）および（２５）における制御変数ＴＳ
の更新は最後のＴＳの更新以降チャネルに提供された平
均負荷の評価を必要とする。かくして、例えば、長さＵ
の観測インターバルはこの時間にのみスタート可能であ
る。観測インターバルを最後の更新時間にスタートさせ
ることにより、Ｕはまた制御変数ＴＳの２つの連続する
更新間の時間間隔をも示すことになる。
上述の戦略は各ステーションに平均アイドル周期長の評
価（式（５）参照）をベースにして動的にＧを評価する
ことを許容する。この評価値が大きすぎる標準偏差を呈
するような状態を避けるためには、観測インターバルに
下限ｌ、を設ける必要があり、この最小の長さは、高い
信頼度でＧを評価しうるようにするため連続する更新間
に最小数のアイドル周期が観測されるようなものでなけ
ればならない。
本発明により作製したシステムの場合、Ｕ、の値の選択
は次の考察に起因する。すなわち、所定のバルネラビリ
ティ周期ａに対して、Ｃ３ＭＡチャネルの期待されるス
ループットＳは次式により与えられる。
式（２６）の導関数をゼロにセットすることにより、Ｓ
を最大にするセンシング　レー）　Ｇｏ　（ａ）を容易
に発見することができ、また最大可能スループットの少
なくとも９０％をもたらすようなセンシングレートのイ
ンターバルを容易に決定することができる。このインタ
ーバル〔α１（ａ）　、　　αｚ（ａ））は、Ｖ　αＥ
　（α＋　（ａ）　、　ａ　ｚ（ａ）　）　：Ｓ（ａ、
　αＧｏ（ａ））＞０．９３（ａ、Ｇ＋（ａ））を満足
し、９０％スループット　インターバルと呼ばれる。
Ｇ、の正しい値の代りに、誤った平均センジングレー）
Ｇ＝Ｇ／αが測定手順から得られた場合には、制御変数
ＴＳの更新（式（１）参照）はαＧｏ（ａ）の平均セン
シング　レートが次の周期に対し優勢となるようなもの
とする。かくすれば、９０％スルーブツト　インターバ
ル内の任意のα値は満足すべきものとなり、測定手順は
、Ｇが常にインターバル（ａｔ　１（ａ）　Ｇ、　ａｔ
　（ａ）　Ｇ　）　　　　　　−−−−−（２８）内に
あることを高レベルの信頼度で保証するを要するような
手順以上に正確なものとする必要はない。ペイシアン解
析（Ｂａｙｅｓｉａｎ　ａｎａｌｙｓｉｓ）によれば、
正確な平均センシング　レートＧがインターバル（２８
）内にある確率は次式により近似できることが分かる。
Ｐｒｏｂ　（（ａｔ（ａ）Ｇ　）≦Ｇ≦（αｚ（ａ）Ｇ
））　＝期待されるセンシング　レートＧの評価値では
次の値に等しい。
■＝　（−−ａ　）伺　　　　　　　　−−−−−・−
（３０）ここで、ｎは観測されたアイドル周期の数であ
り、またＳはそれらの累積長である。式（２９）は、Ｇ
がインターバル（２８）内にあることを高レベルの信頼
度で保証するため観測すべきアイドル周期の最小数ｎＪ
ａ）を抽出するのに使用される。第３図はパルネラビリ
ティ周期ａ　＝０．１５（この場合αＩ（ａ）＝０．５
２０８．　　αｚ（ａ）　＝１．８０９０）の場合にお
ける種々のｎの値に対するこの確率値の一覧表を示す。
この表から、Ｇが９９％の確率で９０％スループットイ
ンターバル内にあることを保証するためには１８のアイ
ドル周期の観測で充分であることが推論できる。
平均サイクル長（アイドル周期プラスビジィ周期）の上
限は であるので、観測インターバルの最小の長さＵＬは次式
により選択される。
Ｌｌｔ　＝　ｎ−（ａ）　（１＋２ａ＋　　　　　　）
　　　　　（３２）Ｇｏ（ａ） また、観測インターバルの長さに最小の値を使用するこ
とは制御変数を更新する時間と新しい値が有効になる時
間との間に存在する遅延にも由来する。例えば、ステー
ションが時間ｔにチャネルをセンスして、ビジィ状態で
あることを発見した場合は、そのステーションはそのと
きのＴＳ値を使用して時間Ｌ＋θに対する次のセンシン
グのスケジューリングを行う。このＴＳの値は、前に、
例えば時間ｔ＋η（η〈θ）にＴＳの更新が起こったと
しても、時間ｔ＋θまで有効のまま維持される。
したがって、〔ｔ＋η、ｔ＋θ］における測定は依然と
して前の（すでに更新された）ＴＳの値に関するデータ
を含む。ステーションのセンシングは平均してＴＳ／２
の時間ユニットにより分離されるので、〔ｔ＋η、ｔ＋
θ〕時間間隔はＴＳ／４の平均長を有する。したがって
、観測インターバルのＴＳ／４第１時間ユニットは依然
として前のＴＳ値に関係している。これは、あまり小さ
い観測インターバルを使用した場合（Ｕ≦ＴＳ／４　）
は、最後の制御変数更新の効果が観測できないことを示
している。
これら２つの議論（アーギュメント）は大きい観測イン
ターバルＵのためのものであるが、他方において、更新
はシステムの動的行動に応答させるため、できるだけ頻
繁に行う必要がある。そこで、高い信頼度によりＧｎ−
１の評価を与えるため、次のような妥協が発見された。
Ｕ　＝’ｍａｘ　（２ＴＳｕ　Ｕｔ　）　；　　　　　
　　　（３３）かくして、大きいＴＳ値に対しては、Ｔ
Ｓへの比例項により、評価プロセスが最後のＴＳの更新
を考慮に入れることを保証し、小さいＴＳ値に対しては
、Ｕ。
により、観測インターバルが平均アイドル周期長の正し
い評価を与えるのに充分な長さであることを保証するよ
うにしている。
この戦略の有用な特徴は、グリ−デイ　ステーション、
すなわち小さいＴＳ値を有するステーションに、それら
のＴＳ値をよりしばしば更新することを余儀なくさせる
ことである。平均提供ロードを減少させる必要がある場
合は、大部分のグリ−デイ　ステーションはＴＳ値を増
加させることにより、それらの寄与を減らす必要があり
、これによりＴＳ値にある程度の均一性をもたらす。他
方において、平均提供ロードを増加させる必要がある場
合は、この戦略はある優先順位計画に対応する。小さい
ＴＳ値を有するステーションではそれらの制御変数をよ
りしばしば減少させ、したがって、ステーションは暗黙
裡に高い優先順位を得るようになる。
これらのステーションはおそらく始めにバックログを離
れ、それらの離脱後置も小さいＴＳ値を有するステーシ
ョンが平均提供ロードに対するそれらの寄与を増大させ
る。このように、バックログがからでない限り、ステー
ションは同等の立場にはない。オーダリングの種類は衝
突数を制限する有益な効果とともに導入するようにする
。このオーダリングは、勿論、システムがからになると
、すべてのステーションがそれらの最小ＴＳ値に達する
ため、直ちに消滅する。
以下第４図ないし第７図によりステーションの作動を説
明する。第４図ないし第７図はチャネルコントローラの
ブロック図ならびに平均アイドル周期長Ｅ（Ｉ！、（Ｉ
））を評価する第３の戦略を実行するためのフローチャ
ートを示す。ここで使用している変数の定義は以下のと
おりである。
制御パラメータ： ＴＳ：スケジューリング時間間隔（ＳＴＩ）の長さ（ク
ロック　パルスにおける） 入力信号： ＩＮ＝Ｏ（ステーションが受信モードで、かつチャネル
がアイドル状態のとき） ＝１　（ステーションが受信モードで、かつチャネルが
ビジィ状態のとき） ＝２（ステーションが送信モードのとき）内部レジスタ
： Ｐ：前のクロック　パルスにおける入力信号Ｎの値 Ｅ：最後の更新以来の経過クロック　パルスの数Ｕ：観
測時間間隔の長さ（クロック　パルスにおける） ＮＩ：最後のＥ時間ユニット内に完了したチャネルアイ
ドル周期の数 ＳＩ　：　ＮＩの最後のアイドル周期の長さ（クロック
パルスにおける）の和 ＣＩ：現在のアイドル周期の長さ（クロック　パルスに
おける） δ：アイドル周期補正（クロック　パルスにオケる） システム　パラメータ： Ｇｏｃ：クロック　パルス当りの公称センシングレート Ｕｔ；Ｕの下限値 ＴＳＬ　　：ＴＳの下限値 ＴＳｕ：ＴＳの上限値 チャネル　パラメータ Ａ：受信・送信スイッチング時間の長さ（クロック　パ
ルスにおける）（Ａ＞１） ＬＡ　：　パケット送信時間の長さ（クロック　パルス
における）　　（ＬＡ／Ａ＞１） Ｍ：最大バックログ　サイズ 起動時またはチャネル　パラメータがリセットされた際
は、制御パラメータおよび内部レジスタには次のような
初期値が与えられる。
ＴＳ＝Ｍ／Ｇ、）ｃ Ｐ＝１ Ｅ＝Ｏ Ｕ＝２ｘｔｌ。
ＮＩ＝Ｏ ｃｒ＝。
δ＝Ａ／２ 第４図はチャネル　コントローラ装置３２のブロック図
を示す。チャネル　コントローラ装置３２はタイム　カ
ウンタ３４、評価装置３６および更新装置３８を含む。
これら各装置の作動に関しては、それぞれ第５図、第６
図および第７図により詳述することにする。
チャネル　コントローラ装置３２は各送・受信ステーシ
ョンに配置する。前記装置３２は入力４０に供給される
クロック信号によりトリガされるようにする。前記クロ
ック信号は受信・送信スイッチング時間ａより相当小さ
い周期を有する。クロック周期はこれを小さくするほど
制御が正確なものとなる。装置３２は信号ＩＮ用の入力
（第４図においては図示せず）、それぞれ、Ｐ、　Ｅ、
　Ｕ、　Ｎ１．　Ｓｌ、　ＣＩおよびδ用の７つの内部
レジスタを有する演算論理ユニッ）　（ＡＬＵ）プロセ
ッサ、ならびに４つのシステム　パラメータに、ｃ　、
　ＵＬ、　ＴＳｕ、　　ＴＳｕおよび３つのチャネル　
パラメータ＾、　ＬＡ、　Ｍの値を記憶するメモリによ
り形成する。作動に際しては、装置３２はステーション
における送信装置により使用される制御パラメータＴＳ
の値を計算する。
第５図に示すタイム　カウンタ３４においては、ＴＳの
最後の更新以来経過したクロック　パルスをカウントす
る。
評価装置３６（第６図）はそれぞれＴＳの最後の更新以
降チャネルにより提供されたアイドル周期の長さ（観測
されまたは概算された）とアイドル周期の数の現在の和
よりなる２つの変数ＳＩおよびＮＩを更新する。
評価装置３６の作動は以下のとおりである。まず、第１
の段４２において、Ｐ＝０または１でＩＮ＝０であるか
のチエツクがなされ、答が肯定的（Ｙ）の場合は、段４
４においてＣＩの値が１だけ増加される。
一方、段４２で行われたチエツクの答が否定的（Ｎ）の
場合は、段４６において、Ｐ＝２でＩＮ＝Ｏであるかに
ついて第２のチエツクがなされ、答が（Ｙ）の場合はＣ
Ｉ＝δ＋１とする（段４８）。ここで否定的な答（Ｎ）
の場合には、段５０においてＰ＝ＯでＩＮ＝１であるか
についての第３のチエツクが行われ、その答が（Ｙ）の
場合は、前のＮＩが１だけ増加されて新しいＮＩが形成
され前のｓｒがＣＩの値だけ増加されて新しいＳＩが形
成され、ＣＩレジスタがＯにリセットされる。これらの
作動は段５２において行われる。また、段５０からの答
が（Ｎ）の場合には、段５４において、Ｐ＝ＯでＩＮ＝
２であるかについて第４のチエツクがなされ、答が肯定
的（Ｙ）の場合は、段５６において、前のＮＩＯ値が１
だけ増加され、前のＳＩＯ値がＣＩと補正値δとの和だ
け増加され、ＣＩが０リセツトされる。段４４．４８．
５２および５６の出力と段５４からの出力はこれらを操
作段（演算段）５８に供給し、段５８においてＰ＝ＩＮ
とする。
更新装置３８（第７図）は各観測インターバル（Ｕ）の
終りに活性となり、式（１）および（２）にしたがって
出力変数ＴＳを更新する。各更新が終った後、この装置
３８は次の観測インターバルの長さとアイドル周期補正
値δを再計算し、最後にタイム　カウンタＥならびに測
定変数Ｓ■およびＮＩをＯにリセットする。
ここで、第７図に示す更新装置の作動の理解を容易にす
るため、４つのシステム　パラメータおよび内部レジス
タにつき詳述することにする。
まず最初に、システム　パラメータ６０′、制御変数Ｔ
Ｓの動的更新は期待されるセンシング　レートを公称値
ＣＯに保持しようとする。ここで、Ｇｏに対して選定さ
れる値は期待されるチャネル　スループットを最大にす
る値である。
所定のバルネラビリティ周期の値に対して、Ｓと期待さ
れるセンシング　レート間の関係は式（２６）により与
えられる。この式（２６）をＧに関して微分し、その導
関数を０にセットした場合は、次式を満足するＧの値に
対してＳは最大となることが分る。
ｅ−”＝ａ（１＋２ａ）Ｇ”　　　　　　　　　　（３
４）そのティラーの展開式（Ｔａｙｌｏｒ’　ｓ　ｅｘ
ｐａｎｓｉｏｎ）の３つの最初の項により指数の近似を
求めた場合は、パケット送信時間当りの公称期待センシ
ング　レートの正しい評価として次のような値が得られ
る。
また、タイム　ユニットとしてクロック周期を用いた場
合は次式が得られる。
２番目に、システム　パラメータＴＳｕおよびＴＳ。
に関しては、あるステーションにより搬送波の２つの連
続するセンシングの間の平均時間はＴＳ／２に等しいの
で、期待されるトータル　センシングレートに対するこ
のステーションの寄与は２／ＴＳである。したがって、
２人のユーザのみがチャネルを争っている際の期待され
るチャネル　スループットを最大にするスケジューリン
グ時間間隔ＴＳｔの値は次式で与えられる ＴＳＬ　　　　２ および 同様に、Ｍをシステム内の最大のバックログサイズの評
価とした場合は、すべてのステーションがチャネルのア
クセスを争っている際、スループットを最大にするスケ
ジューリング時間間隔の値ＴＳｕは次式により与えられ
る。
ＴＳｔ＋　　　　　Ｍ および ２Ｍ 最後に、システム　パラメータＵ、に関しては、弐（２
９）を用いて、その観測により、最大可能スループット
の少なくとも９０％のスループットが次の周期の間に達
成されることを９９％の確率で保証しうるような最小数
のアイドル周期としてｎ、（ａ）を選定する。この式に
おいて、９０％のスループット　インターバルを限定す
るパラメータα１（ａ）およびα２（ａ）　　はバルネ
ラビリティ周期ａに従属する。かくして、Ｕ、の値はク
ロック　パルスで次式により与えら れる。
Ｕ　−ｎＩ、１（ａ）（１＋２ａ＋　　−）　　ＸＬＡ
　　　　（３５）’　　　　　　　　Ｇｏ（ａ） ステーションをスイッチ　オンする場合は、その内部レ
ジスタおよび制御変数には上に与えられる値を割当てる
必要がある。かくして、これらの初期値はそれらの定義
にしたがって、タイム　カウンタ３４、評価装置３６お
よび更新装置３８により更新される。評価装置において
内部レジスタδ用に使用される式については若干の評価
説明を必要とする。
ステーションが送信することを決定する場合は、式（１
８）により現在のアイドル周期Ｉ。の長さ（パケット送
信時間における）は ａ＋　　　（１−ｅ−”　） δ＝　　□　　　　　　　　　　　　　　（４２）だけ
引きのばす必要がある。
ここで、Ｇは期待されるセンシング　レート（バケット
送信時間における）、またａは受信・送信スイッチング
時間である。同じように、ステーションが送信の後、受
信モードに戻る場合は、アイドル周期１０．１の長さは
同じ量だけ減少させる必要がある。
弐（４２）は次式により近似可能である。
冒をパケット送信時間とし、クロック　パルスＧｃ当り
の期待されるセンシング　レートをＧ／ＬＡとした場合
は、 ＧＣの現在の値が未知の場合はδの現在の値を抽出する
のにＴＳの前の更新時に得られた評価値Ｇｃｎ−１を使
用する。
第７図に戻り、更新プロセスは段６０でスタートする。
段６０においては、最後のＴＳ更新以降経過したクロッ
ク　パルスの数Ｅが観測インターバルのクロック　パル
スの長さＵに等しいか、それより大きいかについてのチ
エツクが行われる。その答Ｎは現在のコントローラは更
新を行わず、更新プロセス（第６図）が継続されるべき
ことを示す。
また、答Ｙはチャネル　アイドル周期の数ＮＩに従属し
て更新されなければならないＴＳの値が０より大きいこ
と、換言すれば、チャネルが全体として無音（サイレン
ト）状態でないことを示す。この第２チエツクは段６２
で行われる。この場合、答Ｎは段６４においてＧｃｆｉ
−＋　＝Ｏであること、換言すれば、ＴＳは弐（１）に
より更新できないことを意味すＩ るが、答Ｙは段６６ニおイテ、Ｇｃｎ−１＝（−−Ａ）
　−’ｌ であることを意味する。
段６８においては、ＴＳの更新値を計算し、それがＴＳ
に対する最大限度または最小限度であるかどうかのチエ
ツクがなされる。段７０においては、Ｓ■およびＮＩは
０に等しくされ、かつ をベースにして新しいアイドル周期補正値δが計算され
る。
かくして、段７２において、新しいＴＳＯ値を考慮に入
れたＵの変形、すなわち Ｕ　＝ｍａｘ　（２ＸＴＳ；　１１．）がもたらされる
。
更新操作はＥ＝Ｏとする段７４で終り、新しい観測イン
ターバルがスタートする。
本発明は本明細書に記載の実施例に限定されるものでな
く、本発明は他の変形例をも包含するものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は単一無線チャネルを介して交信する４つのステ
ーションを含むＣ３ＭＡパケット交換システムを示す図
、 第２図は無線チャネルにおける行動パターンの一例を示
す図、 第３図は観測されたアイドル周期の数（ナンバー）対バ
ルネラビリティ周期ａ　＝０．１５の場合、次の周期の
間に最大可能スループットの少なくとも９０％のスルー
プットが得られる確率を示す一覧表、第４図ないし第７
図はチャネル　コントローラのブロック図ならびにその
作動態様に関するフローチャートである。 １０、１２．１４．１６・・・ステーション１８・・・
受信機 ２０・・・送信機 ２２・・・スイッチ ３２・・・チャネル　コントローラ装置３４・・・タイ
ム　カウンタ ３６・・・評価装置 ３８・・・更新装置 ４０・・・入力 特許出願人　　　エヌ・べ−・フィリップス・フルーイ
ランペンファブリケン ＦｌＯ，２ ＦＩＧ、７

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、各々情報パケットを送信しようとするとき送信チャ
    ネルをセンスする手段ならびにアイドル状態とセンスさ
    れたチャネルに応じて情報パケットを送信する手段を有
    する少なくとも２つのステーションを含む制御キャリヤ センスマチチプルアクセス（ＣＳＭＡ）パケット交換シ
    ステムにおいて、チャネルがビジイ状態とセンスされた
    場合に、次式、すなわち、 ▲数式、化学式、表等があります▼ または ▲数式、化学式、表等があります▼ に示すような動的に決められた時間間隔ＴＳ＿ｎ内にお
    いて新しいセンシングポイントをラ ンダムにスケジューリングするようにしたこと（ただし
    、ＴＳ＿ｕはすべてのステーションがチャネルアクセス
    を争っているとき期待さ れるスループットを最大にするスケジューリング時間間
    隔、ＴＳ＿ｌは２つのステーションがチャネルアクセス
    を争っているとき期待さ れるスループットを最大にするスケジューリング時間間
    隔、ＴＳ＿ｎ＿−＿１は前の（ｎ−１）番目の観測イン
    ターバルに決められたスケジューリング時間間隔、Ｇ＿
    ｎ＿−＿１は（ｎ−１）番目の観測インターバルにおけ
    る平均提供ロード、Ｇ＿０は公称平均提供ロード、αは
    平滑係数である）を特徴とする制御ＣＳＭＡパケット交
    換システム。 ２、Ｇ＿ｎ＿−＿１を平均アイドル周期長の評価のベー
    スとしたこと（ただし、Ｇ＿ｎ＿−＿１＝（＠Ｅ〔ｌ（
    Ｉ）＠〕−ａ）＾−＾１で＠Ｅ〔ｌ（Ｉ）＠〕は平均ア
    イドル周期の評価値、またａはステーションのスイッチ
    ング時間である）を特徴とする請求項１に記載のシステ
    ム。 ３、少なくとも１つの通信チャネル上で作動する少なく
    とも２つのステーションを含む非持続形式の制御ＣＳＭ
    Ａパケット交換システムを作動させる方法において、ス
    テーションによりチャルがビジイ状態であることがセン
    スされた場合、次式、すなわち、 ▲数式、化学式、表等があります▼ または ▲数式、化学式、表等があります▼ に示すような動的に決められた時間間隔ＴＳ＿ｎ内にお
    いて新しいセンシングポイントをラ ンダムにスケジューリングするようにしたこと（ただし
    、ＴＳ＿ｕはすべてのステーションがチャネルアクセス
    を争っているとき期待さ れるスループットを最大にするスケジューリング時間間
    隔、ＴＳ＿ｌは２つのステーションがチャネルアクセス
    を争っているとき期待さ れるスループットを最大にするスケジューリング時間間
    隔、ＴＳ＿ｎ＿−＿１は前の（ｎ−１）番目の観測イン
    ターバルに決められたスケジューリング時間間隔、Ｇ＿
    ｎ＿−＿１は（ｎ−１）番目の観測インターバルにおけ
    る平均提供ロード、Ｇ＿０は公称平均提供ロード、αは
    平滑係数である）を特徴とする制御ＣＳＭＡパケット交
    換システム作動方法。 ４、時間間隔ＴＳ＿ｕの動的更新は観測インターバルの
    間平均アイドル周期長＠Ｅ〔ｌ（Ｉ）〕＠の評価をベー
    スにしてＧ＿ｎ＿−＿１を評価するステップを含むこと
    （ここで、Ｇ＿ｎ＿−＿１＝（＠Ｅ〔ｌ（Ｉ）＠〕−ａ
    ）＾−＾１、ただし、ａはステーションのスイッチング
    時間である）を特徴とする請求項３記載の方法。 ５、受信機と、送信機と、該受信機または送信機のいず
    れかを通信チャネルにスイッチするスイッチング手段と
    を含み、該受信機に、通信チャネルのビジイ、アイドル
    状態をセンスする手段で、ステーションが送信可情報パ
    ケットを有し、チャネルがアイドル状態とセンスされた
    場合に受信機から送信機にスイッチするスイッチング手
    段を作動させるためのセンシング手段を設けるようにし
    た非持続形式の制御ＣＳＭＡパケット交換システム内で
    使用するステーションにおいて、該ステーションが送信
    可情報パケットを有し、チャネルがビジイ状態とセンス
    された場合に、次式、すなわち、 ▲数式、化学式、表等があります▼ または ▲数式、化学式、表等があります▼ に示すような動的に決められた時間間隔ＴＳ＿ｎ内にお
    いて新しいセンシングポイントをラ ンダムにスケジューリングするようにしたこと（ただし
    、ＴＳ＿ｕはすべてのステーションがチャネルアクセス
    を争っているとき期待さ れるスループットを最大にするスケジューリング時間間
    隔、ＴＳは２つのステーションがチャネルアクセスを争
    っているとき期待さ れるスループットを最大にするスケジューリング時間間
    隔、ＴＳ＿ｎ＿−＿１は前の（ｎ−１）番目の観測イン
    ターバルに決められたスケジューリング時間間隔、Ｇ＿
    ｎ＿−＿１は（ｎ−１）番目の観測インターバルにおけ
    る平均提供ロード、Ｇ＿０は公称平均提供ロード、αは
    平滑係数である）を特徴とする制御ＤＳＭＡパケット交
    換システム用ステーション。 ６、平均アイドル周期長の評価をベースにしてＧ＿ｎ＿
    −＿１を評価する手段を具えたこと（ただし、Ｇ＿ｎ＿
    −＿１＝（＠Ｅ〔ｌ（Ｉ）＠〕−ａ）＾−＾１で＠Ｅ〔
    ｌ（Ｉ）＠〕は平均アイドル周期の評価値、またａはス
    テーションのスイッチング時間である）を特徴とする請
    求項５に記載のステーション。 ７、該手段は観測周期の間に起こるアイドル周期の長さ
    を平均化することにより平均アイドル周期長を評価する
    ようにしたこと、すなわち、平均アイドル周期の評価値
    ＠Ｅ〔ｌ（Ｉ）＠〕＝ＳＩ／ＮＩとしたこと（ただし、
    ＳＩはアイドル周期長の現在の和、ＮＩはアイドル周期
    の数である）を特徴とする請求項６記載のステーション
    。 ８、ステーションがビジイ周期に関与し、前のアイドル
    周期の終わりおよび後続のアイドル周期の始めを検出で
    きない場合に、平均アイドル長を評価する評価手段を含
    むことを特徴とする請求項６または７に記載のステーシ
    ョン。 ９、該評価手段はその現在の評価値からそのステーショ
    ンが送信しているビジイ周期と接するアイドル周期を切
    捨て、完全に観測された周期のみをベースにしてその評
    価を行うようにしたことを特徴とする請求項８記載のス
    テーション。 １０、該評価手段はその評価の中に、ステーションが送
    信しているビジイ周期のすぐ前およびすぐ後のアイドル
    周期の時間領域における合計長の近似を統合（積分）し
    、かつ前のアイドル周期の始め（ｔ＾ｂ（Ｉ＿ｍ））と
    次に続くアイドル周期の終りで（ｔ＾ｅ（Ｉ＿ｍ＿＋＿
    １））を決定し、ステーションが送信している中間のビ
    ジイ周期の長さＥ〔ｌ（Ｂ＿ｍ）〕を評価し、ｔ＾ｅ（
    Ｉ＿ｍ＿＋＿１）からｔ＾ｂ（Ｉ＿ｍ）およびＥ〔ｌ（
    Ｂ＿ｍ）〕を減ずることにより該近似を得るようにした
    ことを特徴とする請求項８記載のステーション。
JP63273364A 1987-10-30 1988-10-31 制御ｃｓｍａパケット交換システム Pending JPH01152837A (ja)

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