KR20090031684A - 경합 제어를 실시하는 통신 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 경합 제어를 실시하는 통신 장치에 관한 것으로서, 매체 점유 상황을 관측함으로써 송신 기회가 공평한 경합 분산 제어를 실시하면서, 통신 시스템 전체로서의 스루풋을 향상시키는 통신 장치를 제공한다. 이 때문에 본 발명의 통신 장치는 컨텐션 윈도우를 이용하여 송신 프레임 송신시에 실시하는 정규의 백오프 처리와 송신 프레임을 송신하지 않을 때 의사적으로 실시하는 의사 백오프 처리를 실시하는 백오프 처리부, 의사 백오프 처리에 의해 송신 프레임을 송신하지 않을 때의 전송로 매체의 상황을 나타내는 매체 정보를 구하는 매체 정보 취득부, 및 매체 정보를 이용하여 전송로 매체의 상황을 판정하여 판정 정보를 도출하는 매체 상황 판정부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

경합 제어를 실시하는 통신 장치{COMMUNICATION DEVICE PERFORMING CONTENTION CONTROL}

본 발명은 공통의 전송로 매체를 이용하여 복수의 단말이 경합하여 패킷 통신을 실시하는 통신 시스템을 구성하는 통신 장치에 관한 것으로서, 보다 특정적으로는 백 오프 제어에 의해 충돌을 회피하는 액세스 방식을 채용하는 통신 장치에 관한 것이다.

백 오프(Back off) 제어를 이용하여 송신 데이터의 충돌을 회피하는 경합 제어를 실시하는 종래 기술로서는 무선 로컬 에리어 네트워크(LAN)의 표준 규격인 IEEE802.11로 사용하는 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)가 있다. 이 종래 기술은 데이터 송신을 실시하는 단말 등이 전송로 매체가 송신 데이터 프레임(이하, 송신 프레임이라고 함)으로 점유되지 않은 상태(이하, 아이들 상태라고 함)를 검지한 경우에는 즉시 데이터 송신을 하지 않고, 컨텐션 윈도우(Contention Window, 이하, CW라고 함)에서 규정된 경합 구간에서 CW 내의 슬롯(Slot)수를 최대값으로 하는 난수를 이용하여 송신 타이밍을 결정하는 백오프 제어를 이용한 기술이다.

구체적으로는 데이터 송신을 실시하는 단말이 송신 타이밍까지 송신 프레임 이 전송로 매체를 점유한 상태(이하, 점유 상태라고 함)인 것을 검출한 경우에는 그 송신 프레임의 송신이 완료되기까지 데이터 송신을 실시하는 단말은 송신 프레임의 송신을 대기한다. 한편, 데이터 송신을 실시하는 단말이 송신 타이밍까지 전송로 매체가 점유 상태인 것을 검출하지 않은 경우에는 이 송신 타이밍으로 송신 프레임을 송신한다. 그리고, 데이터 송신을 실시하는 단말은 송신 프레임을 송신한 후에 응답 프레임(ACK 프레임)을 검출하지 않은 경우에는 송신 프레임의 충돌이 발생했다고 판단하여 재송신 처리를 실시한다. 이 경우에 데이터 송신을 실시하는 단말은 CW 내의 슬롯 수를 늘려 CW의 사이즈를 크게 설정하는 것(2진 랜덤 백 오프 알고리즘)에 의해 재충돌의 확률을 작게 한다.

여기서, 일반적으로 모든 단말은 공평하게 데이터 송신을 실시하는 기회를 얻는 것이 요구된다. 그러나, 상기한 종래 기술에서는 전송로 매체가 고 트래픽(혼잡 상태)인 것에 의해 송신 프레임의 충돌이 다발할 때에는, 새로 송신 요구를 실시하는 단말은 다른 단말 보다도 높은 확률로 송신 프레임을 송신할 수 있는 불공평이 생긴다(캡쳐 효과로서 알려져 있음). 이는 송신 프레임의 재송신이 반복된 단말의 CW 사이즈는 크게 설정되어 있는 것에 대해, 새로 송신 요구를 실시하는 단말의 CW 사이즈는 작은 것이 원인이다. 또한, 각 단말의 CW 사이즈의 증가에 따라서 각 단말의 송신까지의 대기 시간이 급증하여 각 단말의 스루풋의 저하가 생긴다.

상기한 문제는 각 단말이 각 단말의 CW 사이즈를 각각 송신을 시도한 결과에만 따라서 설정하는 것에 기인하고 있다. 즉, 상기 문제는 전송로 매체의 송신 프 레임에 의한 점유의 상황(이하, 매체 점유 상황이라고 함)을 시스템 전체에서 고려하여 충돌 회피를 실시하지 않은 것에 기인하고 있다.

상기한 문제에 대해 액세스 포인트가 매체 점유 상황 및 단말 내의 통계 정보 등을 기초로 CW 사이즈를 동적으로 갱신하여 시스템 내의 각 단말에 통지함으로써 효율적으로 충돌을 회피하는 수단이 개시되어 있다(특허문헌 1 및 특허문헌 2). 특허문헌 1에서는 액세스 포인트가 가동 중인 사용자 수(단말 수)의 예측값을 구하고, 가동 중인 사용자 수에 따른 CW 사이즈를 각 단말에 통지하며, 또한 송신 프레임의 충돌이 발생한 경우에는 그 충돌 수를 고려한 CW 사이즈를 각 단말에 통지함으로써 충돌 회피를 실시하고 있다. 또한, 특허문헌 2에서는 액세스 포인트의 트래픽이 상대적으로 다른 단말의 트래픽과 비교하여 많기 때문에 액세스 포인트가 자신의 버퍼 잔존 패킷량을 감시하고, 자신의 버퍼 잔존 패킷량이 증가한 경우에는 각 단말의 CW 사이즈를 크게 하여 액세스 포인트의 패킷을 처리하기 쉽게 하고 있다.

특허문헌 1: 일본 공개특허공보 제2002-374264호

특허문헌 2: 특허 제3694844호 명세서

(발명의 개시)

(발명이 해결하고자 하는 과제)

그러나, 특허문헌 1에 나타내는 종래 구성에서는 액세스 포인트로 충돌을 검출하는 것이 전제로 되어 있으므로 액세스 포인트로 충돌을 검출하는 것이 곤란한 시스템 및 액세스 포인트 등의 집중 제어 단말이 없는 시스템에는 적용할 수 없는 문제가 있다. 또한, 액세스 포인트로 충돌을 검출할 수 있는 시스템이라도 충돌 검출을 위한 용장(冗長) 회로 등을 구비할 필요가 있는 문제가 있다.

또한, 특허문헌 2에 나타내는 종래 구성에서는 액세스 포인트와 각 단말 사이에서 경합 제어의 송신 기회의 공평성이 유지되지 않으므로, 송신 기회의 공평성을 요구하는 시스템에는 적용할 수 없는 문제가 있다. 또한, 액세스 포인트 등의 집중 제어 단말이 없는 시스템에 적용한 경우에는 단말들이 서로 상대 단말의 CW 사이즈를 크게 함으로써 시스템 전체의 스루풋이 대폭 저하되는 문제가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 액세스 포인트 등의 집중 제어 단말이 없는 시스템에도 적용할 수 있고, 또한 용이하게 매체 점유 상황을 관측함으로써 송신 기회가 공평한 경합 분산 제어를 실시하면서 통신 시스템 전체로서의 스루풋을 향상시키는 통신 장치를 제공하는 것이다.

(과제를 해결하기 위한 수단)

본 발명은 동일한 통신 시스템 내의 통신 장치가 송신하는 송신 프레임이 전송로 매체 내에서 충돌하는 것을 백 오프 처리를 이용하여 회피하는 통신 장치에 적합하다. 그리고, 상기 목적을 달성시키기 위해, 본 발명의 통신 장치는 컨텐션 윈도우를 이용하여 송신 프레임 송신 시에 실시하는 정규의 백 오프 처리와 송신 프레임을 송신하지 않을 때 의사적으로 실시하는 의사 백 오프 처리(pseudo back-off process)를 실시하는 백 오프 처리부와, 의사 백 오프 처리에 의해 송신 프레임을 송신하지 않을 때의 전송로 매체의 상황을 나타내는 매체 정보를 요구하는 매체 정보 취득부와, 매체 정보를 이용하여 전송로 매체의 상황을 판정하여 판정 정보를 도출하는 매체 상황 판정부를 구비한다.

또한, 바람직하게는 매체 정보는 의사 백 오프 처리의 시행 횟수값과, 의사적인 송신 프레임을 송신할 수 없었던 횟수를 나타내는 경합 패배 횟수값과, 의사적인 송신 프레임을 송신할 수 있었던 횟수를 나타내는 경합 승리 횟수값과, 의사적인 송신 프레임과 송신 프레임이 전송로 매체 내에서 충돌한 횟수를 나타내는 충돌 횟수값 중 적어도 1개를 포함한다.

또한, 바람직하게는 판정 정보는 경합 승리 횟수값을 시행 횟수값으로 나눈 경합 성공 확률 또는 경합 패배 횟수값을 시행 횟수값으로 나눈 경합 실패 확률에 따라서 선택되는 컨텐션 윈도우 테이블 또는 계산식을 나타내는 정보이고, 컨텐션 윈도우의 사이즈는 선택된 컨텐션 윈도우 테이블 또는 계산식에 따라서 정해진다.

또한, 바람직하게는 판정 정보는 경합 승리 횟수값을 시행 횟수값으로 나눈 경합 성공 확률 또는 경합 패배 횟수값을 시행 횟수값으로 나눈 경합 실패 확률에 따라서 선택되는 컨텐션 윈도우의 사이즈의 초기값이다.

또한, 본 발명의 통신 장치는 판정 정보를 통신 시스템내의 다른 통신 장치에 통지해도 좋다.

또한, 판정 정보는 충돌 횟수값을 시행 횟수값으로 나눈 충돌 확률이고, 본 발명의 통신 장치는 송신 프레임의 재송신 발생율에 1에서 충돌 확률을 뺀 값을 곱해 취득하는 전송로 상태의 변화에 기인하는 재송신 발생률의 변화량을 이용하여 전송로 변동 산출을 실시해도 좋다.

또한, 본 발명은 동일한 통신 시스템내의 통신 장치가 송신하는 송신 프레임이 전송로 매체 내에서 충돌하는 것을 백오프 처리를 이용하여 회피하는 통신 방법에도 적합하다. 그리고, 상기 목적을 달성시키기 위해 본 발명의 통신 방법은 컨텐션 윈도우를 이용하여 송신 프레임 송신 시에 실시하는 정규의 백오프 처리와 송신 프레임을 송신하지 않을 때 의사적으로 실시하는 의사 백오프 처리를 실시하는 단계, 의사 백오프 처리에 의해 송신 프레임을 송신하지 않을 때의 전송로 매체의 상황을 나타내는 매체 정보를 취득하는 단계, 및 매체 정보를 이용하여 전송로 매체의 상황을 판정하여 판정 정보를 도출하는 단계를 구비한다.

또한, 본 발명은 동일한 통신 시스템 내의 통신 장치가 송신하는 송신 프레임이 전송로 매체 내에서 충돌하는 것을 백오프 처리를 이용하여 회피하는 통신 장치에 이용되는 프로그램에도 적합하다. 그리고, 상기 목적을 달성시키기 위해, 본 발명의 프로그램은 컨텐션 윈도우를 이용하여 송신 프레임 송신시에 실시하는 정규의 백오프 처리와 송신 프레임을 송신하지 않을 때 의사적으로 실시하는 의사 백오프 처리를 실시하는 단계, 의사 백오프 처리에 의해 송신 프레임을 송신하지 않을 때의 전송로 매체의 상황을 나타내는 매체 정보를 취득하는 단계, 및 매체 정보를 이용하여 전송로 매체의 상황을 판정하여 판정 정보를 도출하는 단계를 통신 장치에 실행시킨다.

또한, 본 발명은 동일한 통신 시스템 내의 통신 장치가 송신하는 송신 프레임이 전송로 매체 내에서 충돌하는 것을 백오프 처리를 이용하여 회피하는 통신 장치에 이용되는 프로그램을 기록한 기록 매체에도 적합하다. 그리고, 상기 목적을 달성시키기 위해, 본 발명의 기록 매체는 컨텐션 윈도우를 이용하여 송신 프레임 송신시에 실시하는 정규의 백오프 처리와 송신 프레임을 송신하지 않을 때 의사적으로 실시하는 의사 백오프 처리를 실시하는 단계, 의사 백오프 처리에 의해 송신 프레임을 송신하지 않을 때의 전송로 매체의 상황을 나타내는 매체 정보를 취득하는 단계, 및 매체 정보를 이용하여 전송로 매체의 상황을 판정하여 판정 정보를 도출하는 단계를 통신 장치에 실행시키는 프로그램을 기록한다.

(발명의 효과)

상기와 같이, 본 발명의 통신 장치에 의하면 액세스 포인트 등의 집중 제어 단말을 설치하지 않고, 경합 제어를 실시하는 종래의 장치에 간단한 구성을 부가하는 것만으로 용이하게 매체 점유 상황을 관측하는 것이 가능해진다. 이에 의해 매체 점유 상황에 따라서 적절한 CW 사이즈의 설정이 가능하고, 또한 전송로 상황의 변동 산출 등이 가능해진다. 이 결과로서 본 발명의 통신 장치에 의하면 경합 분산 제어 시스템에서, 통신 장치간의 송신 기회의 공평성을 유지하면서 시스템 전체의 스루풋 향상 등을 실현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 통신 장치를 복수 수용하는 통신 시스템의 구성의 일례,

도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 통신 장치(21)의 구성예를 도시한 도면,

도 3은 의사 백오프 처리를 설명하기 위한 도면,

도 4는 의사 백오프 처리를 실시하여 매체 점유 상황을 판정하여 판정 정보를 취득하는 플로우차트,

도 5는 백오프 처리부(25)가 구비하는 CW 테이블(1~3)을 도시한 도면,

도 6은 단계(S415)에서 매체 상황 판정부(27)가 백오프 처리부(25)에서 이용하는 CW 테이블을 결정하는 판정 정보를 도출하는 플로우차트,

도 7은 백오프 처리부(25)가 구비하는 CW 테이블의 일례인 CW 테이블(4)을 도시한 도면,

도 8은 단계(S415)에서 매체 상황 판정부(27)가 CW 테이블(4)의 초기값 포인터 설정값을 결정하는 판정 정보를 도출하는 플로우차트,

도 9는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 통신 장치(121)의 구성예를 도시한 도면,

도 10은 매체 내로 전송되는 프레임의 구성예를 도시한 도면,

도 11은 매체 점유 상황의 관측에 대해 설명하기 위한 도면,

도 12는 통신 장치(121)가 매체 점유 상황을 관측하여 판정 정보를 취득하는 플로우차트,

도 13은 도 12의 단계(S907)에서 매체 상황 판정부(127)가 백오프 처리부(125)에서 이용하는 CW 테이블을 결정하는 판정 정보를 도출하는 플로우차트,

도 14는 도 7에 도시한 CW 테이블(4)을 이용하는 경우에 있어서, 판정 정보를 도출하는 플로우차트,

도 15는 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 통신 장치(221)의 구성예를 도시한 도면,

도 16은 통신 장치(221)가 매체 상황을 관측하여 판정 정보를 취득하는 플로우차트,

도 17은 도 16의 단계(S929)에서 매체 상황 판정부(227)가 백오프 처리부(125)에서 이용하는 CW 테이블을 결정하는 판정 정보를 도출하는 플로우차트, 및

도 18은 도 7에 도시한 CW 테이블(4)을 이용하는 경우에 있어서, 판정 정보를 도출하는 플로우차트이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 통신 시스템 21, 121, 221 : 통신 장치

22, 122, 222 : 통신 제어부 23 : 송신부

24 : 수신부 25, 125 : 백오프 처리부

26, 126, 226 : 매체 정보 취득부 27, 127, 227 : 매체 상황 판정부

28 : 정보 저장부 31~34, 171~175 : 송신 프레임

41~43 : 의사 송신 프레임 51, 55 : 슬롯

52~54 : 의사 송신 슬롯 61 : 시행 카운터

62 : 경합 승리 카운터 63 : 충돌 카운터

64 : 경합 패배 카운터 101, 102, 103 : CW

161 : 프레임 길이 카운터 261 : 송신원 어드레스 관리 테이블

(발명을 실시하기 위한 가장 좋은 형태)

(제 1 실시형태)

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 통신 장치를 복수 수용하는 통신 시스템의 구성의 일례인 통신 시스템(1)을 도시한 도면이다. 도 1에 도시한 통신 시스템(1) 내의 통신 장치(단말A, 단말B, 단말C, 단말D)는 CSMA/CA를 이용한 자율(自律) 분산 제어에 의해 각각 송신 프레임을 송신한다. 그리고, 도 1은 통신 시스템(1)내에 단말이 4대 존재하고, 단말 B로부터 단말 A로의 송신 프레임의 송신과, 단말 C로부터 단말 B 및 단말 D로의 송신 프레임의 송신이 실시되는 상태를 도시하고 있다. 또한, 이 때 이용되는 충돌 회피 수단은 종래의 백오프 처리(이하, 정규 백오프 처리라고 함)에 기초한 것으로 한다. 또한, 통신 시스템(1) 내의 통신 장치의 수에 제한은 없다.

도 2는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 통신 장치(21)의 구성예를 도시한 도면이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 통신 장치(21)는 송신 프레임의 변조(예를 들면, OFDM 변조) 및 필요에 따라서 오류 정정 부호화 처리 등을 실시하는 송신부(23)와, 수신 프레임의 검출·복조 및 필요에 따라서 오류 정정 처리를 실시하는 수신부(24)와, CSMA/CA에 기초한 송신 타이밍의 결정 및 프레임 식별 처리 등의 통신 제어 전반을 실시하는 통신 제어부(22)를 구비한다. 통신 제어부(22)는 백오프 처리부(25), 매체 정보 취득부(26), 매체 상황 판정부(27), 및 정보 저장부(28)를 구비한다. 매체 정보 취득부(26)는 시행 카운터(61), 경합 승리 카운터(62), 충돌 카운터(63), 및 경합 패배 카운터(64)를 구비한다. 또한, 백오프 처리부(25), 매체 정보 취득부(26), 매체 상황 판정부(27), 정보 저장부(28)를 설명의 편의상 구 별하지만, 동일한 기능을 가지면 이들을 정리한 구성으로 해도 좋다.

이하에서는 우선 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 통신 장치(21)의 특징을 간단히 설명한 후에 통신 장치(21)의 동작에 대해 상세히 설명한다. 통신 장치(21)는 종래의 통신 장치가 실시하는 송신 프레임 송신시에만 실시하는 정규 백오프 처리뿐만 아니라 송신 프레임을 송신하지 않을 때에도 의사적인 송신 프레임(이하, 의사 송신 프레임이라고 함)을 송신한다고 가정하여(즉, 실제로 프레임을 송신하는 것이 아님) 의사적인 백오프 처리(이하, 의사 백오프 처리라고 함)를 실시하는 것에 특징을 갖는다. 또한, 의사 백오프 처리에 이용하는 백오프 알고리즘으로서 정규 백오프 처리에 이용하는 백오프 알고리즘을 그대로 이용할 수 있는 것에 특징을 갖는다. 그리고, 통신 장치(21)는 의사 백오프 처리를 실시함으로써 매체 점유 상황을 관측하여 이 관측 결과에 기초하여 통신 장치(21) 자신의 CW 사이즈를 변경 등 하는 것에 특징을 갖는다.

계속해서 통신 장치(21)의 동작에 대해 상세히 설명한다. 도 3은 의사 백오프 처리를 설명하기 위한 도면이다. 도 3에서 설명의 편의상 통신 시스템(1)내의 단말인 통신 장치(21)를 단말 A, 단말 B 및 단말 C의 3대로 한다(도 1 참조). 또한, 설명의 편의상 단말 A의 의사 백오프 처리에 착안하여 설명하고, 단말 A는 송신 프레임을 송신하지 않는 것으로서 설명한다. 그리고, 도 3에 도시한 바와 같이 매체 점유 상황의 관측 개시 후의 제 1 회째의 의사 백오프 처리시의 CW가 CW(101)이고, 제 2 회째의 의사 백오프 처리시의 CW가 CW(102)이며, 제 3 회째의 의사 백오프 처리시의 CW가 CW(103)이다. CW는 복수의 슬롯에 의해 구성되고, 각 슬롯에 는 0에서 시작하는 슬롯 번호가 차례로 부여된다. 또한, 도 3에서는 단말 B가 송신 프레임(31, 33)을 송신하고, 단말 C가 송신 프레임(32, 34)을 송신하는 경우를 도시하고 있다. 그리고, 단말 A는 실제로는 송신하지 않는 의사 송신 프레임(41~43)을 의사적으로 송신하기로 하여 의사 백오프 처리를 실시한다. 여기서 의사 송신 프레임(41~43)의 길이는 단말 A가 실제로 송신하는 송신 프레임의 길이로 하는 것이 바람직하지만, 특별히 한정되지 않는다.

도 4는 의사 백오프 처리를 실시하여 매체 점유 상황을 판정하여 판정 정보를 취득하는 플로우차트이다. 이하에서는 도 2~도 4를 참조하여 설명을 실시한다. 우선, 매체 점유 상황의 관측 기간이 개시(단계(S401))되면, 매체 정보 취득부(26)는 매체 정보인 시행 카운터(61), 경합 승리 카운터(62), 충돌 카운터(63) 및 경합 패배 카운터(64)의 카운트를 0으로 한다(단계(S402)). 계속해서 백오프 처리부(25)는 전송로 매체(이하, 단지 매체라고 함)가 송신 프레임에서 점유되어 있는지 여부를 검출하는 기능을 갖는 수신부(24)로부터 수신하는 정보에 의해 매체가 송신 프레임에서 점유되어 있는지 여부를 확인한다(단계(S416)). 점유되어 있는 경우에는 백오프 처리부(25)는 이 점유의 종료를 확인하기까지 대기한다(단계(S414)). 점유되어 있지 않은 경우, 또는 단계(S414)의 대기가 종료되면, 매체 정보 취득부(26)는 의사 백오프 처리의 시행 횟수를 카운트하는 시행 카운터의 카운트에 1을 더한다(단계(S403)).

이하에서는 의사 백오프 처리의 동작의 설명을 실시한다. 도 3에서는 단말 B의 송신 프레임(31)의 송신에 의한 점유의 종료를 확인하여 백오프 처리부(25)는 대기(단계(S414))를 종료하고 있다. 그리고, 이 대기 종료의 타이밍이 도 3에 도시한 제 1 회째 의사 백오프 처리의 시행 타이밍이 된다. 이하에 제 1 회째 의사 백오프 처리의 동작에 대해 설명한다. 단계(S403) 이후에 백오프 처리부(25)는 도 3에 도시한 바와 같이, 난수에 의해 CW(101)중 어느 하나의 슬롯을 의사 송신 프레임(41)을 의사적으로 송신하는 의사 송신 슬롯(52)으로서 결정한다(단계(S404)). 도 3에서는 난수에 의해 번호 6이 선택되어 CW(101)내의 번호 6의 슬롯이 의사 송신 슬롯(52)으로서 결정되어 있다. 계속해서 백오프 처리부(25)는 백오프 처리부(25)가 구비하는 슬롯 카운터의 카운트를 0(CW(101)중 번호 0의 슬롯을 나타냄)으로 한다(단계(S405)). 계속해서 백오프 처리부(25)는 슬롯 카운터가 나타내는 번호 0의 슬롯 기간에 단말 B 또는 단말 C가 송신하는 송신 프레임을 수신부(24)가 검출했는지 여부를 확인한다(단계(S406)). 도 3에서는 번호 0의 슬롯 기간에 있어서, 단말 B 또는 단말 C가 송신하는 송신 프레임은 검출되지 않기 때문에, 다음 단계(S407)로 이동한다. 계속해서 백오프 처리부(25)는 의사 송신 슬롯(52)의 슬롯 번호 6과 슬롯 카운터의 카운트 번호 0을 비교한다(단계(S407)). 슬롯 번호 6과 카운트 번호 0은 동일하지 않으므로 슬롯 카운터의 카운트에 1이 더해지고(단계(S408)), 단계(S406)로 복귀한다. 동일하게 하여 단계(S406)에서 단계(S407)로 이동하고, 단계(S407)에서 단계(S408)로 이동하므로 슬롯 카운터의 카운트는 2가 되어 단계(S406)로 복귀한다. 계속해서 도 3에 도시한 바와 같이, 백오프 처리부(25)는 슬롯 카운터가 나타내는 번호 2의 슬롯(51) 기간에 단말 C가 송신하는 송신 프레임(32)을 수신부(24)가 검출한 것을 확인했기 때문에(단계(S406)), 단 계(S409)로 이동한다. 계속해서 백오프 처리부(25)는 의사 송신 슬롯(52)의 슬롯 번호 6과 슬롯 카운터의 카운터 번호 2를 비교한다(단계(S409)). 번호 6과 카운터 2는 동일하지 않으므로 매체 정보 취득부(26)는 경합 패배 카운터의 카운터에 1을 더한다(단계(S411)). 이상에서 제 1 회째 의사 백오프 처리는 종료된다. 그리고, 제 1 회째 의사 백오프 처리 결과는 「경합 패배」가 된다.

단계(S411) 이후에 백오프 처리부(25)는 매체 점유 상황의 관측 기간이 만료되었는지 여부를 판단한다(단계(S413)). 도 3에 도시한 바와 같이, 관측 기간은 만료되지 않았으므로 백오프 처리부(25)는 송신 프레임(32)의 송신 종료 및 의사 송신 프레임(41)의 의사적인 송신 종료 중, 늦게 종료되는 쪽의 시각까지 대기한다(단계(S414)). 여기서 이미 설명한 바와 같이, 의사 송신 프레임(41)은 실제로는 송신되지 않는다. 계속해서 단계(S414)의 대기가 종료되면, 단계(S403)의 처리가 실시된다.

그리고, 상기 대기 종료의 타이밍이 도 3에 도시한 제 2 회째 의사 백오프처리의 시행 타이밍이 된다. 이하에 제 2 회째 의사 백오프 처리 동작에 대해 설명한다. 상기 단계(S403) 이후에 백오프 처리부(25)는 도 3에 도시한 바와 같이, 난수에 의해 CW(102) 중 어느 하나의 슬롯을 의사 송신 프레임(42)을 의사적으로 송신하는 의사 송신 슬롯(53)으로서 결정한다(단계(S404)). 도 3에서는 난수에 의해 번호 3이 선택되고, CW(102) 내의 슬롯 번호 3의 슬롯이 의사 송신 슬롯(53)으로서 결정되어 있다. 계속해서 제 1 회째 의사 백오프 처리의 동작과 마찬가지로 단계(S405) 후에 단계(S406)~단계(S408)가 반복된다. 그리고, 도 3에 도시한 바와 같이, 백오프 처리부(25)는 슬롯 카운터가 나타내는 슬롯 번호 3의 슬롯(53) 기간에 단말 B가 송신하는 송신 프레임(33)을 수신부(24)가 검출한 것을 확인했기 때문에(단계(S406)), 단계(S409)로 이동한다. 계속해서 백오프 처리부(25)는 의사 송신 슬롯(53)의 슬롯 번호 3와 슬롯 카운터의 카운트 번호 3을 비교한다(단계(S409)). 슬롯 번호 3과 카운트 번호 3은 동일하므로, 매체 정보 취득부(26)는 충돌 카운터의 카운트에 1을 더한다(단계(S410)). 이상에서 제 2 회째 의사 백오프 처리는 종료된다. 그리고, 제 2 회째 의사 백오프 처리 결과는 「충돌」이 된다.

여기서 도 3에 도시한 바와 같이, 관측 기간은 만료되지 않았으므로, 제 1 회째 의사 백오프 처리의 종료 후의 동작과 마찬가지로 단계(S413)에서 단계(S414)로 이동하고, 단계(S414)에서 단계(S403)로 이동한다.

그리고, 상기 단계(S414)의 대기 종료의 타이밍이 도 3에 도시한 제 3 회째 의사 백오프 처리의 시행 타이밍이 된다. 이하에 제 3 회째 의사 백오프 처리의 동작에 대해 설명한다. 단계(S403) 이후에 백오프 처리부(25)는 도 3에 도시한 바와 같이, 난수에 의해 CW(103)내의 어느 하나의 슬롯을 의사 송신 프레임(43)을 의사적으로 송신하는 의사 송신 슬롯(54)으로서 결정한다(단계(S404)). 여기서, 제 2 회째 의사 백오프의 시행 결과가 「충돌」이였기 때문에, 정규 백오프 처리와 마찬가지로 CW(103)를 구성하는 슬롯의 수는 증가된다. 즉, CW 사이즈가 커진다. 도 3에서는 일례로서 슬롯 번호가 0~15의 16개의 슬롯으로 증가되는 것으로 하고 있다. 그리고, 도 3에서는 난수에 의해 번호 2가 선택되어 CW(103) 중 슬롯 번호 2의 슬롯이 의사 송신 슬롯(54)으로서 결정되어 있다. 계속해서 제 1 회째 의사 백오프 처리의 동작과 마찬가지로 단계(S405) 이후에 단계(S406)~단계(S408)가 반복된다. 그리고, 슬롯 카운터의 카운트가 2가 된 후에, 백오프 처리부(25)는 의사 송신 슬롯(54)의 슬롯 번호 2와 카운트 번호 2가 동일한지 여부를 판단한다(단계(S407)). 슬롯 번호 2와 카운트 번호 2는 동일하므로 매체 정보 취득부(26)는 경합 승리 카운터의 카운트에 1을 더한다(단계(S412)). 이상에서 제 3 회째의 의사 백오프 처리는 종료된다. 그리고, 제 3 회째 의사 백오프 처리 결과는 「경합 승리」가 된다.

그리고, 관측 기간이 만료되지 않은 경우에는 단계(S414)로 이동하여 제 4 회째 의사 백오프 처리를 하고, 관측 기간이 만료되어 있는 경우에는 단계(S415)로 이동한다. 여기서, 제 3회째 의사 백오프의 시행 결과가 「경합 승리」였기 때문에 제 4 회째 의사 백오프 처리를 시행하는 경우의 CW 사이즈는 정규 백오프 처리와 마찬가지로 제 1 회째 의사 백오프 처리시의 CW(101)의 사이즈로 재설정된다.

또한, 이상에서는 관측 기간내에 단말 A가 정규 백오프 처리를 실시하여 송신 프레임을 송신한 경우에도 의사 백오프 처리에만 기초하여 매체 정보를 취득하는 동작에 대해 설명했다. 그러나, 관측 기간내에 단말 A가 정규 백오프 처리를 실시하여 송신 프레임을 송신한 경우에는 이 정규 백오프 처리 결과(경합 승리의 수, 경합 패배의 수, 충돌의 수, 백오프 처리 시행의 수)를 의사 백오프 처리에 의해 얻어지는 각 매체 정보에 가산해도 좋다. 이 경우에는 송신 프레임의 충돌의 유무를 검출하는 기구가 별도로 필요해진다. 또한, 단말 A내에 2종류의 프레임(송 신 프레임과 통계 정보 수집을 위한 의사 송신 프레임)이 있는 것으로 하고, 송신 프레임을 송신하기 위한 정규 백오프 처리와 통계 정보 수집을 위한 의사 백오프 처리를 동시에 실시해도 좋다. 이 경우, 백오프 처리부(25)는 단말 A내에 2개 구비될 필요가 있다.

계속해서 단계(S415)에서 매체 상황 판정부(27)는 각 매체 정보를 매체 정보 취득부(26)로부터 수취하고, 이 각 매체 정보를 이용하여 매체 점유 상황을 판정하여 판정 정보를 얻는다. 예를 들면, 경합 승리 카운터(62), 충돌 카운터(63), 경합 패배 카운터(64), 시행 카운터(61)의 카운트값을 그대로 판정 정보로 해도 좋다. 또한, 예를 들면 충돌 카운터(63)의 카운트값을 시행 카운터(61)의 카운트값으로 나눈 충돌 확률, 경합 승리 카운터(62)의 카운트값을 시행 카운터(61)의 카운트값으로 나눈 경합 성공 확률, 경합 패배 카운터(64)의 카운트값을 시행 카운터(61)의 카운트값으로 나눈 경합 실패 확률 등을 도출하여 이들 값을 판정 정보로 해도 좋다. 여기서, 경합 제어가 완전히 전체 단말에서 평등하게 실시되는 조건하에서는 송신 프레임의 송신 기회는 전체 단말에 균등하게 부여된다. 따라서, 각 단말이 송신 프레임을 송신할 수 있는 확률(경합 성공 확률)은 단말 수의 역수가 된다. 이 때문에 각 단말의 트래픽이 균등하다는 조건하에서는 경합 성공 확률은 관측 기간내에 송신 프레임의 송신을 시도한 단말의 수의 역수가 된다. 그 결과로서 판정 정보인 경합 성공 확률은 리얼타임인 가동 단말 수를 판정하는 매개변수로 할 수 있다.

이와 같이, 매체 상황 판정부(27)는 매체 정보를 매체 정보 취득부(26)로부 터 수취하고, 상기한 경합 성공 확률 등의 필요에 따른 판정 정보를 취득하여(단계(S415)) 정보 저장부(28)에 통지한다. 계속해서 정보 저장부(28)는 통지된 판정 정보를 기억한다(단계(S417)).

이하에서는 단계(S415)에서 어떤 판정 정보를, 어떻게 취득하여, 또 어떻게 이용하는지에 대해 구체적으로 설명한다.

(본 발명의 제 1 실시형태의 제 1 적용예)

제 1 적용예에서는 송신 프레임을 송신하는 정규 백오프 처리에서 이용하는 CW의 사이즈를 적절히 변경시킴으로써 각 단말간의 송신 기회의 평등성을 확보하면서, 통신 시스템(1)(도 1 참조) 전체로서의 스루풋을 향상시키는 방법에 대해 설명한다.

여기서, CW 사이즈를 그 시점에서 가동 중인 단말 수로 설정하면, 통신 시스템 전체로서의 스루풋이 최대가 되는 것이 특허문헌 1의 시뮬레이션 결과에 의해 증명되어 있다. 이 때문에 가동 중인 단말 수에 따라서 CW 사이즈를 차례로 적절히 변경함으로서 통신 시스템 전체로서의 스루풋을 최대화할 수 있는 것을 알 수 있다.

또한, 일반적으로 경합 분산 제어 시스템에 있어서, 가동 중인 단말 수를 차례로 파악하는 것은 곤란하다. 그러나, 이미 설명한 바와 같이, 경합 성공률 또는 경합 실패 확률을 이용함으로써 가동 중인 단말 수, 또는 단말 수에 대응한 트래픽량의 지표가 되는 값을 파악할 수 있고, 또한 매체 점유 상황을 파악할 수 있다. 이에 의해 경합 성공 확률이 큰 경우에는 송신 프레임의 송신을 시도하는 통신 장 치가 적기 때문에(가동 중인 단말 수가 적기 때문에), 정규 백오프 처리를 실시할 때의 CW 사이즈를 작게 설정함으로써 통신 시스템 전체로서의 스루풋이 향상된다. 한편, 경합 성공 확률이 작은 경우에는 송신 프레임의 송신을 시도하는 통신 장치가 많기 때문에(가동 중인 단말 수가 많기 때문에), 정규 백오프 처리를 실시할 때의 CW 사이즈를 크게 설정함으로써 송신 프레임의 충동 확률을 줄여 통신 시스템 전체로서의 스루풋의 향상을 도모할 수 있다.

이하에서는 가동 중인 단말 수에 따라서 CW 사이즈를 차례로 적절히 변경하는 방법에 대해 구체적으로 설명한다. 도 5는 백오프 처리부(25)가 구비하는 CW 테이블(1~3)을 도시하는 도면이다. CW 테이블(1)은 일례로서 종래의 2진 랜덤 백오프 알고리즘에 따라서 초기 송신시의 CW 사이즈를 결정하고, 충돌을 검출한 경우에는 CW 사이즈를 크게 하는 시스템에 이용되는 CW 테이블을 도시하고 있다. 또한, CW 테이블(1)은 초기 송신시에는 CW 내의 슬롯 번호의 최대값이 7인 CW(CW 내에 슬롯은 8개 있음; 도 3 참조)를 이용하여 송신 프레임의 송신을 시도하고, 충돌에 의해 송신 프레임의 재송신이 발생할 때마다 CW 내의 슬롯 번호의 최대값을 15, 31, 63, …으로 증가시켜 CW 사이즈를 크게 하는 것을 의미한다. 또한, 편의상 테이블을 이용하여 설명하지만, 백오프 처리부(25)는 테이블을 보유할 필요는 없고, 계산식을 보유하면 좋다. 그리고, 백오프 처리부(25)는 재송신의 횟수에 따라서 계산식으로 구해지는 CW 내의 슬롯 번호의 최대값을 1개 보유하는 것만으로 좋다. 예를 들면, 종래의 IEEE802.11에서는 CW내의 슬롯 번호의 최대값을 (CWmin+1)×2ⁱ-1 로 정하고 있다. 단, CWmin은 초기 송신시의 CW내의 슬롯 번호의 최대값을 의미하고, i(i〉=0)은 재송신 횟수를 의미한다. 그리고, CW 테이블(2)은 CW 테이블(1)과 비교하여 CW 사이즈가 작은 값으로 설정되어 있다. 또한, CW 테이블(3)은 CW 테이블(1)과 비교하여 CW 사이즈가 큰 값으로 설정되어 있다.

도 6은 단계(S415)에서 매체 상황 판정부(27)가 백오프 처리부(25)에서 이용하는 CW 테이블을 결정하는 판정 정보를 도출하는 플로우차트이다. 우선, 도 4에 도시한 단계(S413)에서 관측 기간의 만료가 확인되면, 매체 상황 판정부(27)는 경합 승리 카운터(62)의 카운트값을 시행 카운터(61)의 카운트값으로 나눈 경합 성공 확률을 계산한다(단계(S702)). 계속해서 매체 상황 판정부(27)는 통신 시스템(1) 고유의 경합 성공 확률 임계값(Th2)과 단계(S702)에서 구한 경합 성공 확률을 비교하여 경합 성공 확률이 경합 성공 확률 임계값(Th2) 보다도 큰 경우에는 현재 가동 중인 단말이 적다고 판정하여 단계(S704)로 이동한다(단계(S703)). 이 경우, 매체 상황 판정부(27)는 백오프 처리부(25)가 정규 백오프 처리 및 의사 백오프 처리에서 사용하는 CW 테이블을 도 5의 CW 테이블(2)로 하는 판정 정보를 취득한다(단계(S704)). 한편, 매체 상황 판정부(27)가 통신 시스템(1) 고유의 경합 성공 확률 임계값(Th2)과 단계(S702)에서 구한 경합 성공 확률을 비교하여 경합 성공 확률이 경합 성공 확률 임계값(Th2) 보다도 작은 경우에는 단계(S705)로 이동한다(단계(S703)). 이 경우, 매체 상황 판정부(27)는 통신 시스템(1) 고유의 경합 성공 확률 임계값(Th3(Th3〈Th2))과 단계(S702)에서 구한 경합 성공 확률을 비교하여 단계(S702)에서 구한 경합 성공 확률이 경합 성공 확률 임계값(Th3) 보다도 작은 경 우에는 현재 가동 중인 단말이 많다고 판정하여 단계(S706)로 이동한다(단계(S705)). 이 경우, 매체 상황 판정부(27)는 백오프 처리부(25)가 정규 백오프 처리 및 의사 백오프 처리에서 사용하는 CW 테이블을 도 5의 CW 테이블(3)로 하는 판정 정보를 취득한다(단계(S706)). 한편, 매체 상황 판정부(27)가 통신 시스템(1) 고유의 경합 성공 확률 임계값(Th3)과 단계(S702)에서 구한 경합 성공 확률을 비교하여 단계(S702)에서 구한 경합 성공 확률이 경합 성공 확률 임계값(Th3) 보다도 큰 경우에는 단계(S707)로 이동한다(단계(S705)). 이 경우, 매체 상황 판정부(27)는 백오프 처리부(25)가 정규 백오프 처리 및 의사 백오프 처리에서 사용하는 CW 테이블을 도 5의 CW 테이블(1)로 하는 판정 정보를 취득한다(단계(S707)). 이와 같이 하여 매체 상황 판정부(27)는 백오프 처리부(25)에서 이용하는 CW 테이블을 결정하는 판정 정보를 취득하고(도 4의 단계(S415)), 이 판정 정보를 정보 저장부(28)에 통지한다.

계속해서 정보 저장부(28)는 단계(S415)에서 취득된 백오프 처리부(25)에서 이용하는 CW 테이블을 결정하는 판정 정보를 기억한다(단계(S417)). 동시에 정보 저장부(28)는 이 판정 정보를 백오프 처리부(25)에 통지한다. 계속해서 백오프 처리부(25)는 이 판정 정보에 따라서 미리 유지하고 있는 CW 테이블(1~3)(도 5 참조)중 어느 하나를 정규 백오프 처리 및 의사 백오프 처리에 이용한다. 또한, 통신 장치(21)가 정보 저장부(28)를 구비하지 않고, 매체 상황 판정부(27)가 직접, 판정 정보를 백오프 처리부(25)에 통지해도 좋다.

이상에서 설명한 바와 같이, 통신 시스템(1) 내의 각 단말(각 통신 장 치(21))은 각각 관측 기간이 만료했다고 판단(단계(S413))한 시점에서 상기 백오프 처리부(25)에서 이용하는 CW 테이블을 결정하고, 정규 백오프 처리를 실시할 때, 이 결정된 CW 테이블을 이용한다. 또한, 각 단말은 다음 관측 기간에서 의사 백오프 처리를 실시할 때도 이 결정된 CW 테이블을 이용한다. 여기서, 각 단말의 관측 기간의 길이는 동일하고, 이들 관측 기간은 각 단말이 도출하는 경합 성공 확률이 각각 동일하다고 간주하는 정도에 충분히 긴 기간이다. 이에 의해 각 단말은 각각 동일한 경합 성공 확률을 계산하고, 이 경합 성공 확률에 따라서 각각 CW 테이블을 결정하여 사용한다. 그 결과로서 각 단말은 동일한 내용의 CW 테이블을 사용하기로 한다.

여기서, 도 5에 도시한 바와 같이 CW 테이블(3)은 CW 테이블(1)과 비교하여 CW 사이즈가 큰 값으로 설정되어 있다. 이에 의해 각 단말이 CW 테이블(3)을 정규 백오프 처리에 이용하는 경우(매체 점유율이 높고, 경합 성공 확률이 낮은 경우)에는 충돌에 의한 송신 프레임의 재송신률이 감소하므로, 재송신 처리를 반복하는 단말이 감소한다. 그 결과로서 재송신 처리를 반복하는 단말과 신규로 송신을 시도하는 단말 사이에서 송신 기회의 평등성이 향상된다. 또한, CW 테이블(2)은 CW 테이블(1)과 비교하여 CW 사이즈가 작은 값으로 설정되어 있다. 이에 의해 각 단말이 CW 테이블(2)을 정규 백오프 처리에 이용하는 경우(매체 점유율이 낮고, 경합 성공 확률이 높은 경우)에는 백오프 처리에 의해 발생하는 매체 아이들(idle) 상태의 기간(CW 사이즈가 클수록 증가하는 전송로 매체를 유효하게 이용할 수 없는 기간)이 축소되고, 통신 시스템(1) 전체로서의 스루풋이 향상된다. 또한, 도 5에서 는 2진 백오프 알고리즘을 예로 들어 재송신시에는 CW 사이즈가 커지도록 되어 있지만, 전술한 바와 같이 CW 사이즈의 변경은 송신 기회의 평등성을 손상시키는 방향으로 작용하므로, 각 테이블이 각각 CW 사이즈를 1개만 갖고 재송신시에도 CW 사이즈를 변경하지 않는 구성으로 해도 좋다.

이와 같이, 각 통신 장치(21)는 각각이 전송로 상황을 판단하여 자립 분산적으로 CW 테이블을 적절히 선택한다. 그 결과로서 복수의 통신 장치(21)는 액세스 포인트 등의 집중 제어 단말이 없는 시스템에도 적용할 수 있고, 또한 용이하게 매체 점유 상황을 관측하고, 송신 기회가 공평한 경합 분산 제어를 실시하면서 통신 시스템 전체로서의 스루풋을 향상시킬 수 있다.

(본 발명의 제 1 실시형태의 제 2 적용예)

제 1 적용예에서는 복수의 CW 테이블(또는 계산식)을 적절히 이용하는 방법에 대해 설명했지만, 제 2 적용예에서는 1개의 CW 테이블을 이용하여 제 1 적용예와 동일한 효과를 얻는 방법의 일례에 대해 설명한다. 도 7은 백오프 처리부(25)가 구비한 CW 테이블의 일례인 CW 테이블(4)을 도시한 도면이다. 도 8은 단계(S415)(도 4 참조)에서, 매체 상황 판정부(27)가 CW 테이블(4)의 초기값 포인터 설정값을 결정하는 판정 정보를 도출하는 플로우차트이다. 도 8에 도시한 플로우차트는 제 1 적용예에서 설명한 도 6에 도시한 플로우차트에 대해 단계(S704), 단계(S706) 및 단계(S707)를 각각 단계(S804), 단계(S806) 및 단계(S807)로 치환한 것이다. 또한, 이하에서는 도 6에서 설명한 단계와 동일한 단계에 대해서는 동일한 참조 부호를 이용하고 설명을 생략한다. 또한, 초기값 포인터 설정값이라는 것 은 CW 테이블에 있어서, 정규 백오프 처리 및 의사 백오프 처리에 이용하는 CW 사이즈의 최소값을 나타내는 값이다. 예를 들면, 제 1 적용예에서 설명한 도 5에 도시한 CW 테이블(1)의 초기값 포인터 설정값은 7이고, CW 테이블(2)의 초기값 포인터 설정값은 3이며, CW 테이블(3)의 초기값 포인터 설정값은 15이다.

도 8에 도시한 단계(S804)에서, 매체 상황 판정부(27)는 백오프 처리부(25)가 정규 백오프 처리 및 의사 백오프 처리에서 사용하는 CW 테이블(4)의 초기값 포인터 설정값을 3으로 결정하는 판정 정보를 도출한다. 또한, 마찬가지로 단계(S806)에서 매체 상황 판정부(27)는 CW 테이블(4)의 초기값 포인터 설정값을 15로 결정하는 판정 정보를 도출한다. 또한, 마찬가지로 단계(S807)에서 매체 상황 판정부(27)는 CW 테이블(4)의 초기값 포인터 설정값을 7로 결정하는 판정 정보를 도출한다. 이와 같이 하여 도 4의 단계(S415)에서, 매체 상황 판정부(27)는 판정 정보를 취득하여 정보 저장부(28)에 통지한다.

계속해서 정보 저장부(28)는 단계(S415)에서 취득된 CW 테이블(4)의 초기값 포인터 설정값을 결정하는 판정 정보를 기억한다(단계(S417)). 동시에 정보 저장부(28)는 이 판정 정보를 백오프 처리부(25)에 통지한다. 계속해서 백오프 처리부(25)는 이 판정 정보에 따라서 미리 유지하고 있는 CW 테이블(4)에 대해 초기값 포인터를 설정하여 정규 백오프 처리 및 의사 백오프 처리를 실시한다.

이와 같이, 각 통신 장치(21)가 한개의 CW 테이블을 이용하여 초기값 포인터 설정값을 경합 성공 확률에 따라서 적절히 변경함으로써 복수의 CW 테이블(또는 계산식)을 이용하는 경우(제 1 적용예에서 설명한 도 5 참조)와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한, CW 테이블 대신에 계산식을 이용해도 좋다. 예를 들면, 전술한 IEEE802.11의 CW 사이즈의 계산식을 이용할 경우에는 CWmin의 값을 경합 성공 확률에 따라서 변경시킴으로써 한개의 계산식을 이용하여 복수의 CW 테이블(또는 계산식)을 이용하는 경우(도 5 참조)와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 제 1 및 제 2 적용예에서, 2개의 임계값(Th2, Th3)을 구해 3개의 CW 테이블 또는 3개의 초기값 포인터 설정값을 이용하는 경우에 대해 설명했지만(도 5~도 8 참조), 임계값의 수, CW 테이블의 수 및 초기값 포인터 설정값의 수는 이에 제한되지 않는다. 또한, 임계값의 값 및 CW 테이블내의 CW 사이즈의 값은 통신 시스템 고유의 값으로서 동일 통신 시스템 내의 각 통신 장치가 동일한 값을 가진 필요가 있지만, 이들 값에 제한은 없다. 또한, 도 4, 도 6 및 도 8을 이용하여 설명한 동작을 특정의 통신 장치(예를 들면, 집중 제어 시스템의 친국)가 대표로 실시하여 판정 정보를 취득하고, 이 판정 정보를 전용 프레임 또는 시간 관리 정보 등을 포함하는 비콘 프레임에 실어 각 단말에 통지할 수도 있다. 이 경우, 상기한 의사 백오프 처리를 특정의 통신 장치에서만 실시하면 되므로, 각 단말의 부하를 경감하는 효과도 얻어진다.

(본 발명의 제 1 실시형태의 제 3 적용예)

제 3 적용예에서는 이미 설명한 충돌 카운터(63)의 카운트값을 시행 카운터(61)의 카운트값으로 나눈 충돌 확률(판정 정보)을 이용하여 전송로 변동 산출의 신뢰성을 향상시키는 방법에 대해 설명한다.

우선, 전송로 변동 산출에 대해 설명한다. 예를 들면, 기존의 전력선을 통 신 매체(전송로)로서 이용하는 전력선 통신 시스템에서는 가전기기의 가동 상황, 전원의 ON/OFF 및 콘센트로 빼고 끼우는 것 등에 의해 전송로 상태가 변화된다. 그리고, 무선 LAN이나 전력선 통신 시스템 등의 송신 프레임이 헤더부 및 데이터부로 구성되고, 전송로 상태에 따라서 데이터부의 전송 속도를 변경하는 통신 시스템에서는 전송로 상태의 변화를 신속히 산출하여 송신 프레임의 전송 속도를 변경할 필요가 있다.

전송로 상태의 변화를 산출하는 방법으로서, 예를 들면 송신측에서 일정 기간 중의 재송신 발생률(송신 프레임 수분의 재송신 프레임 수)을 관측하고, 이 재송신 발생률의 변화량을 이용하여 전송로 상태의 변화를 산출하는 방법이 있다. 또한, 수신측에서 수신 프레임의 SNR(Signal to Noise Ratio)를 도출하고, 그 SNR의 변화량을 이용하여 전송로 상태의 변화를 산출하는 방법이 있다.

재송신 발생률의 변화량을 이용하여 전송로 상태의 변화를 산출하는 방법을 이용하는 시스템으로서, 예를 들면 송신 프레임의 수신 여부를 나타내는 ACK 프레임 및 NACK 프레임을 수신측이 송신측으로 회신하는 시스템이 있다. 이 시스템에서는 송신 프레임이 충돌한 경우에도 보족(補足) 효과에 의해 송신 프레임의 헤더부를 수신측이 수신할 수 있는 경우가 있다. 그리고, 충돌한 송신 프레임들이 서로 간섭하여 외관상 노이즈 성분이 증가한다. 그리고, 송신 속도의 고속화를 위해 데이터부의 노이즈 내성이 취약한 경우에는 데이터부에 오류가 생기고, 수신측은 이를 통지하는 NACK 프레임을 송신측에 회신하게 된다. NACK 프레임을 수신한 송신측은 송신 프레임의 재송신을 실시하므로 재송신 발생률은 상승한다. 이와 같이 재송신 발생률은 전송로 상태의 변화에 의해서만 아니라 송신 프레임의 충돌에 의해서도 변화된다. 특히, 매체 점유율이 높은 전송로 상태에서는 송신 프레임의 충돌이 다발하고, 이에 기인하여 재송신 발생률은 대폭 변화(상승)된다.

마찬가지로 SNR의 변화량을 이용하여 전송로 상태의 변화를 산출하는 방법을 이용하는 시스템에서도 충돌에 의해 송신 프레임의 외관상 노이즈 성분이 증가한다. 이에 의해 SNR은 전송로 상태의 변화에 의해서만 아니라 송신 프레임의 충돌에 의해서도 변화된다. 특히 매체 점유율이 높은 전송로 상태에서는 송신 프레임의 충돌이 다발하고, 이에 기인하여 SNR은 대폭 변화된다.

이상 설명한 바와 같이, 재송신 발생률의 변화 및 SNR의 변화는 전송로 상태의 변화 뿐만 아니라 송신 프레임의 충돌에도 의존하고 있다. 이 때문에 재송신 발생률의 변화 또는 SNR의 변화를 전송로 상태의 변화로 간주하면, 상기 충돌에 의한 영향이 고려되지 않으므로 전송로 변동 산출의 신뢰성은 낮게 된다.

여기서, 송신 프레임의 수신 여부를 나타내는 ACK 프레임 및 NACK 프레임을 수신측이 송신측으로 회신하는 시스템에 있어서, 일반적으로 송신측이 NACK 프레임을 수신한 원인을 송신 프레임의 충돌에 기인한 것인지, 그렇지 않으면 전송로 상태의 변화에 기인하는 것인지를 명확히 판별하는 것은 곤란하다. 이는 NACK 프레임은 NACK 프레임 송신의 원인을 나타내는 정보를 갖지 않기 때문이다. 마찬가지로 SNR의 변화량을 이용하여 전송로 상태의 변화를 산출하는 방법을 이용하는 시스템에서, 일반적으로 수신측이 송신 프레임의 SNR이 변화된 원인을, 송신 프레임의 충돌에 기인한 것인지, 그렇지 않으면 전송로 상태의 변화에 기인하는 것인지를 명 확히 판별하는 것은 곤란하다.

그러나, 제 3 적용예에 따른 통신 장치(21)는 충돌 카운터(63)의 카운트값을 시행 카운터(61)의 카운트값으로 나눈 충돌 확률을 이용하여 전송로 변동 산출의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 이 충돌 확률은 이미 설명한 바와 같이, 매체 상황 판정부(27)(도 2 참조)가 단계(S415)(도 4 참조)에서 도출하는 판정 정보이다.

이하에서는 일례로서 송신 프레임의 수신 여부를 나타내는 ACK 프레임 및 NACK 프레임을 수신측이 송신측으로 회신하는 시스템에 통신 장치(21)를 적용하는 경우에 대해 설명한다. 송신측인 통신 장치(21)는 전송로 상황 및 충돌 발생률에 기인하는 재송신 발생 확률(1-충돌 확률)을 곱하는 것에 의해 전송로 상태의 변화에 기인하는 재송신 발생 확률을 얻을 수 있다. 이에 의해 통신 장치(21)는 전송로 상태의 변화에 기인하는 재송신 발생 확률의 변화량을 얻을 수 있으므로, 전송로 변동 산출의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 여기서, 충돌 확률은 전송로 변동 산출을 실시하는 시점에 가동 중인 통신 장치의 영향을 고려한 것이므로, 전송로 변동을 산출하기 위해 이용하는 매개변수로서 신뢰성이 있다.

또한, 전송로 상황 및 충돌 발생률에 기인하는 재송신 발생 확률을 얻기 위한 관측 기간의 길이와, 충돌 확률을 얻기 위한 관측 기간(도 3에 도시한 의사 백오프 처리를 실시하는 관측 기간)의 길이는 동일할 필요는 없다. 또한, 전송로 변동 산출의 개시부터 종료까지의 시간은 이 2개의 관측 기간의 길이에 영향을 받으므로 이 2개의 관측 기간의 길이는 필요에 따라서 결정되는 것이 바람직하다. 또 한, 이상의 설명에서 각 매체 정보는 의사 백오프 정보에 기초하여 구했지만, 전송로 변동 산출에 통신 장치(21)를 이용하는 경우에는 각 매체 정보를 송신 프레임의 송신시에만 실시하는 정규 백오프 처리에만 기초하여 구하는 것도 가능하다.

(제 2 실시형태)

도 9는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 통신 장치(121)의 구성예를 도시한 도면이다. 도 9에 도시한 바와 같이, 통신 장치(121)는 송신부(23), 수신부(24), CSMA/CA에 기초한 송신 타이밍의 결정 및 프레임의 식별 처리 등의 통신 제어 전반을 실시하는 통신 제어부(122)를 구비한다. 통신 제어부(122)는 백오프 처리부(125), 매체 정보 취득부(126), 매체 상황 판정부(127), 및 정보 저장부(28)를 구비한다. 매체 정보 취득부(126)는 프레임 길이 카운터(161)를 구비한다. 또한, 송신부(23), 수신부(24), 및 정보 저장부(28)는 제 1 실시형태의 통신 장치(21)를 구성하는 것과 동일하므로, 동일한 참조 부호를 붙이고 있다. 또한, 백오프 처리부(125), 매체 정보 취득부(126), 매체 상황 판정부(127), 및 정보 저장부(28)를 설명의 편의상 구별하지만, 동일한 기능을 가지면 이들을 정리한 구성으로 해도 좋다.

이하에서는 우선, 통신 장치(121)의 특징을 간단히 설명한 후에 통신 장치(121)의 동작에 대해 상세히 설명한다. 통신 장치(121)는 제 1 실시형태에 따른 통신 장치(21)와는 달리 의사 백오프 처리를 실시하지 않는다. 통신 장치(121)는 의사 백오프 처리를 실시함으로써 매체 점유 상황을 판정하는 것이 아니라 매체 내로 전송되고 있는 프레임의 길이(이하, 프레임 길이라고 함)를 직접 관측함으로써 매체 점유 상황을 판정하는 점에 특징을 갖는다.

도 10은 매체 내로 전송되는 프레임의 구성예를 도시한 도면이다. 도 10에 도시한 바와 같이, 프레임은 통신 시스템 내의 전체 단말이 복조할 수 있는 헤더 영역과, 상기 프레임의 송신처의 단말만이 복조할 수 있는 사용자 데이터 영역으로 구성된다. 헤더 영역은 송신처 단말의 어드레스 정보, 송신원 단말의 어드레스 정보, 및 프레임 길이 정보를 포함한다. 여기서 프레임 길이 정보라는 것은 프레임의 송신시에 프레임이 매체를 점유하는 기간을 나타내는 정보이고, 예를 들면 OFDM 심볼 수(심볼 시간은 고정)이다. 또한, 프레임 길이 정보는 매체를 프레임이 점유하는 기간을 나타내는 정보를 산출하기 위한 데이터량 및 송신 레이트 등의 값이라도 좋다.

도 11은 통신 장치(121)가 실시하는 매체 상황의 관측에 대해 설명하기 위한 도면이다. 도 11에서는 일례로서 통신 장치(121)인 단말 A, B, C를 수용하는 통신 시스템의 관측 기간의 매체 상황을 도시하고 있다. 이하에서는 단말 A의 매체 점유 상황의 관측에 착안하여 설명을 실시한다. 도 11에 도시한 바와 같이, 관측 기간(일례로서, 20msec.로 함)에는 단말 B로부터 단말 A로 송신되는 프레임(171)(프레임 길이=2msec.), 단말 B로부터 단말 C로 송신되는 프레임(172)(프레임 길이=3msec.), 단말 C로부터 단말 A로 송신되는 프레임(173)(프레임 길이=1msec.), 단말 C로부터 단말 B로 송신되는 프레임(174)(프레임 길이=4msec.), 및 단말 A로부터 단말 C로 송신되는 프레임(175)(프레임 길이=2msec.)이 매체 내로 송신된다고 한다. 이 경우, 단말 A는 관측 기간동안 단말 A 자신이 송신한 프레임(175)을 제외 한 모든 프레임의 프레임 길이를 합계한다. 그리고, 단말 A는 이 프레임 길이의 합계가 관측 기간에 차지하는 비율을 계산한다. 구체적으로는 단말 A는 (2msec.+3msec.+1msec.+4msec.)/20msec.=0.5라는 계산을 하고, 매체 점유율 50%라는 결과를 얻는다.

도 12는 통신 장치(121)가 매체 점유 상황을 관측하여 판정 정보를 취득하는 플로우차트이다. 이하에서는 도 9~도 12를 참조하여 통신 장치(121)의 동작에 대해서는 보다 상세히 설명한다. 관측 기간이 개시되면(단계(S901)), 매체 정보 취득부(126)(도 9 참조)는 프레임 길이 카운터(161)의 값을 0으로 한다(단계(S902)). 계속해서 수신부(24)는 프레임(171)(도 11 참조)을 수신하고(단계(S903)), 도 10에 도시한 헤더 영역의 프레임 길이 정보를 복조하여 취득하고(단계(S904)), 매체 정보 취득부(126)에 통지한다. 매체 정보 취득부(126)는 통지된 프레임(171)의 프레임 길이 정보인 2msec.(도 11 참조)를 프레임 길이 카운터(161)에 가산한다(단계(S905)). 계속해서 매체 정보 취득부(126)는 관측 기간이 만료했는지 여부를 판단한다(단계(S906)). 관측 기간은 만료되지 않았으므로, 단계(S903)로 복귀한다. 이하, 마찬가지로 통신 장치(121)는 단계(S903)에서 단계(S906)까지를 반복하여 프레임 길이 카운터(161)에는 프레임(172)의 프레임 길이인 3msec.와, 프레임(173)의 프레임 길이인 1msec.와, 프레임(174)의 프레임 길이인 4msec.가 가산되어 프레임 길이 카운터(161)의 카운터는 10msec.가 된다. 여기서 프레임(175)은 단말 A 자신이 송신한 프레임이므로 매체 정보 취득부(126)는 프레임 길이 카운터(161)에 프레임(175)의 프레임 길이를 카운트하지 않는다. 계속해서 매체 정보 취득부(126)는 관측 기간이 만료된 것을 판단하고(단계(S906)), 프레임 길이 카운터(161)의 카운터의 값 10msec.을 매체 상황 판정부(127)에 통지한다. 매체 상황 판정부(127)는 통지된 10msec.를 관측 기간 20msec.로 나눈 매체 점유율 0.5(50%)에서 이하에 설명하는 판정 정보를 취득한다(단계(S907)).

도 13은 도 12의 단계(S907)에서 매체 상황 판정부(127)가 백오프 처리부(125)에서 이용하는 CW 테이블을 결정하는 판정 정보를 도출하는 플로우차트이다. 여기서 도 13의 플로우차트는 제 1 실시형태에서 설명한 도 6에 도시한 플로우차트에 대해 단계(S702)를 단계(S910)로 치환하고, 단계(S703)를 단계(S911)로 치환하며, 단계(S705)를 단계(S912)로 치환한 것이다. 또한, 도 13의 플로우차트에 있어서, 도 6의 플로우차트의 단계와 동일한 단계에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이고 있다.

도 12에 도시한 단계(S906)에서 관측 기간의 만료가 확인되면, 매체 상황 판정부(127)는 프레임 길이 카운터(161)의 카운트값 10msec.를 관측 기간 20msec.로 나눈 매체 점유율 0.5(50%)을 계산한다(단계(S910)). 계속해서 매체 상황 판정부(127)는 소정의 매체 점유율 임계값(Th4)과 단계(S910)에서 구한 매체 점유율 0.5를 비교하여 매체 점유율 0.5가 매체 점유율 임계값(Th4) 보다도 작은 경우에는 매체 점유율이 작다고 판정하여 단계(S704)로 이동한다(단계(S911)). 이 경우, 매체 상황 판정부(127)는 백오프 처리부(125)가 정규 백오프 처리에서 사용하는 CW 테이블을 제 1 실시형태에서 설명한 도 5의 CW 테이블(2)로 하는 판정 정보를 취득한다(단계(S704)). 한편, 매체 상황 판정부(127)가 매체 점유율 임계값(Th4)과 매 체 점유율 0.5를 비교하여 매체 점유율 0.5가 매체 점유율 임계값(Th4) 보다도 큰 경우에는 단계(S912)로 이동한다(단계(S911)). 이 경우, 매체 상황 판정부(127)는 소정의 매체 점유율 임계값(Th5(Th4〈Th5))과 매체 점유율 0.5를 비교하여 매체 점유율 0.5가 매체 점유율 임계값(Th5) 보다도 큰 경우에는 매체 점유율이 높다고 판정하여 단계(S706)로 이동한다(단계(S912)). 이 경우, 매체 상황 판정부(127)는 백오프 처리부(125)가 정규 백오프 처리에서 사용하는 CW 테이블을 도 5의 CW 테이블(3)로 하는 판정 정보를 취득한다(단계(S706)). 한편, 매체 상황 판정부(127)가 매체 점유율 임계값(Th5)과 매체 점유율 0.5를 비교하여 매체 점유율 0.5가 매체 점유율 임계값(Th5) 보다도 작은 경우에는 단계(S707)로 이동한다(단계(S912)). 이 경우, 매체 상황 판정부(127)는 백오프 처리부(125)가 정규 백오프 처리에서 사용하는 CW 테이블을 도 5의 CW 테이블(1)로 하는 판정 정보를 취득한다(단계(S707)). 이와 같이 하여 매체 상황 판정부(127)는 백오프 처리부(125)에서 이용하는 CW 테이블을 결정하는 판정 정보를 취득하여(도 12의 단계(S907)), 이 판정 정보를 정보 저장부(28)에 통지한다.

계속해서 정보 저장부(28)는 단계(S907)에서 취득된 판정 정보를 기억한다(도 12의 단계(S908)). 동시에 정보 저장부(28)는 이 판정 정보를 백오프 처리부(125)에 통지한다. 계속해서 백오프 처리부(125)는 이 판정 정보에 따라서 미리 유지하고 있는 CW 테이블(1~3)(도 5 참조)중 어느 하나를 정규 백오프 처리에 이용한다. 또한, 통신 장치(121)가 정보 저장부(28)를 구비하지 않고, 매체 상황 판정부(27)가 직접 판정 정보를 백오프 처리부(125)에 통지해도 좋다.

이상에서 설명한 바와 같이, 통신 시스템내의 각 단말(각 통신 장치(121))은 각각 관측 기간이 만료되었다고 판단(단계(S906))한 시점에서 상기한 백오프 처리부(125)가 정규 백오프 처리를 실시할 때 이용하는 CW 테이블을 결정한다.

여기서 이미 설명한 바와 같이, 각 단말(각 통신 장치(121))은 자신이 송신한 프레임(도 11의 프레임(175)을 참조)의 프레임 길이를 프레임 길이 카운터(161)에 카운트하지 않는다. 이에 의해 자신이 송신하는 프레임에서 매체를 보다 많이 점유하고 있는 단말은 다른 단말보다 작은 사이즈의 CW로 이루어진 CW 테이블을 이용하게 된다. 구체적으로는 관측 기간에 다량의 데이터를 송신하고 있는 단말은 매체 점유율이 작다고 판단하고, 예를 들면, 도 5의 CW 테이블(2)을 이용하기로 한다. 한편, 관측 기간에 데이터를 송신하고 있지 않거나 또는 소량의 데이터를 송신하고 있는 단말은 매체 점유율이 크다고 판단하여, 예를 들면 도 5의 CW 테이블(3)을 이용하게 된다. 즉, 데이터를 다량으로 송신하고 있는 단말의 송신 기회는 증가하고, 한편 데이터를 송신하지 않거나 또는 소량 송신하는 단말의 송신 기회는 감소한다. 그 결과로서 다량으로 데이터를 송신하는 단말은 우선적으로 데이터를 송신할 수 있게 된다.

여기서, 도 5에 도시한 각 CW 테이블은 제 1 실시형태에서 설명한 특징을 갖는다. 이에 의해 제 2 실시형태에 의하면, 각 단말사이에서 송신 기회의 평등성을 향상시키면서, 예외적으로 송신하는 데이터가 다량인 단말의 송신 기회를 증가시킬 수 있다. 그 결과로서 제 2 실시형태에 의하면 통신 시스템 전체로서의 스루풋을 향상시킬 수 있다. 또한, 제 2 실시형태에 따른 통신 장치(121)는 매체 내에서의 프레임 길이를 직접 관찰하여 전송로 상황을 판단하여 자립 분산적으로 CW 테이블을 적절히 선택한다. 그 결과로서 통신 장치(121)는 제 1 실시형태에 따른 통신 장치(21)와는 달리 의사 백오프 통신을 실시하지 않으므로 내부 처리를 대폭 저감할 수 있고, 장치 구성을 간략하게 할 수 있다.

또한, 제 1 실시형태의 제 2 적용예에서 설명한 바와 같이, 복수의 CW 테이블(또는 계산식) 대신에 1개의 CW 테이블을 이용해도 좋다(도 7 및 도 8 참조). 도 14는 도 7에 도시한 CW 테이블(4)을 이용하는 경우에 있어서, 판정 정보를 도출하는 플로우차트이다. 도 14의 플로우차트는 도 13의 플로우차트에 대해 단계(S707)를 단계(S807)로 치환하고, 단계(S706)를 단계(S806)로 치환하며, 단계(S704)를 단계(S804)로 치환한 것이다. 여기서, 단계(S807), 단계(S806), 단계(S804)는 제 1 실시형태의 제 2 적용예에서 도 7 및 도 8을 이용하여 설명한 단계와 동일하므로 설명은 생략한다.

(제 3 실시형태)

도 15는 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 통신 장치(221)의 구성예를 도시한 도면이다. 도 15에 도시한 바와 같이, 통신 장치(221)는 송신부(23), 수신부(24), 및 CSMA/CA에 기초한 송신 타이밍의 결정 및 프레임 식별 처리 등의 통신 제어 전반을 실시하는 통신 제어부(222)를 구비한다. 통신 제어부(222)는 백오프 처리부(125), 매체 정보 취득부(226), 매체 상황 판정부(227), 및 정보 저장부(28)를 구비한다. 매체 정보 취득부(226)는 송신원 어드레스 관리 테이블(261)을 구비한다. 또한, 송신부(23), 수신부(24), 정보 저장부(28), 및 백오프 처리부(125)는 제 2 실시형태의 통신 장치(121)를 구성하는 것과 동일하므로, 동일한 참조 부호를 붙이고 있다. 또한, 백오프 처리부(125), 매체 정보 취득부(226), 매체 상황 판정부(227), 및 정보 저장부(28)를 설명의 편의상 구별하지만, 동일한 기능을 가지면 이들을 정리한 구성으로 해도 좋다.

이하에서는 우선 통신 장치(221)의 특징을 간단히 설명한 후에 통신 장치(221)의 동작에 대해 상세히 설명한다. 통신 장치(221)는 제 1 실시형태에 따른 통신 장치(21)와는 달리 의사 백오프 처리를 실시하지 않는다. 통신 장치(121)는 의사 백오프 처리를 실시함으로써 매체 점유 상황을 판정하지 않고, 매체 내에 전송되고 있는 프레임의 송신원 어드레스를 관측하는 것에 의해 매체 점유 상황을 판정하는 점에 특징을 갖는다.

도 16은 통신 장치(221)가 매체 상황을 관측하여 판정 정보를 취득하는 플로우차트이다. 이하에서는 제 2 실시형태에서 이용한 도 10 및 도 11과, 도 15 및 도 16을 참조하여 통신 장치(221)의 동작에 대해 보다 상세히 설명한다. 또한, 이하에서는 단말 A의 동작에 착안하여 설명을 실시한다. 또한, 이미 설명한 바와 같이, 매체 내로 전송되는 프레임의 헤더 영역의 송신원 어드레스 정보는 통신 시스템내의 전체 단말을 복조할 수 있다(도 10 참조).

관측 기간이 개시되면(단계(S921)), 매체 정보 취득부(226)(도 15 참조)는 송신원 어드레스 관리 테이블(261)의 정보를 모두 삭제한다(단계(S922). 계속해서 수신부(24)는 프레임(171)(도 11 참조)을 수신하고(단계(S923)), 도 10에 도시한 헤더 영역의 송신원 어드레스 정보를 복조하여 취득하며(단계(S924)), 매체 정보 취득부(226)에 통지한다. 매체 정보 취득부(226)는 통지된 프레임(171)의 송신원 어드레스 정보인 단말 B의 어드레스(도 11 참조)를 송신원 어드레스 관리 테이블로부터 검색한다(단계(S925)). 계속해서 매체 정보 취득부(226)는 송신원 어드레스 관리 테이블(261)에 단말 B의 어드레스가 등록되어 있는지 여부를 판단한다(단계(S926)). 단말 B의 어드레스가 등록되어 있는 경우에는 단계(S928)로 이동한다. 단말 B의 어드레스가 등록되어 있지 않은 경우에는 단계(S927)로 이동하고, 매체 정보 취득부(226)는 송신원 어드레스 관리 테이블(261)에 단말 B의 어드레스를 등록한다(단계(S927)). 계속해서 매체 정보 취득부(226)는 관측 기간이 만료했는지 여부를 판단한다(단계(S928)). 관측 기간은 만료되어 있지 않으므로 단계(S923)로 복귀한다. 이하, 마찬가지로 통신 장치(221)는 단계(S923)로부터 단계(S928)까지를 반복하여 송신원 어드레스 관리 테이블(261)에는 단말 B, 단말 C 및 단말 A의 어드레스가 등록된다. 여기서 착안하는 단말 A 자산의 어드레스도 등록된다. 계속해서 매체 정보 취득부(226)는 관측 기간이 만료된 것을 판단하고(단계(S928)), 송신원 어드레스 관리 테이블(261)에 등록된 송신원 어드레스 수(3개)를 매체 상황 판정부(227)에 통지한다. 매체 상황 판정부(227)는 통지된 송신원 어드레스 수에서 이하에 설명하는 판정 정보를 취득한다(단계(S929). 여기서, 송신원 어드레스 관리 테이블(261)에 등록된 송신원 어드레스 수(3개)는 가동 기간의 가동 단말 수(3개)를 나타낸다.

도 17은 도 16의 단계(S929)에서, 매체 상황 판정부(227)가 백오프 처리부(125)에서 이용하는 CW 테이블을 결정하는 판정 정보를 도출하는 플로우차트이 다. 여기서 도 17의 플로우차트는 제 1 실시형태에서 설명한 도 6에 도시한 플롤우차트에 대해 단계(S702)를 삭제하고, 단계(S703)를 단계(S941)로 치환하며, 단계(S705)를 단계(S942)로 치환한 것이다. 또한, 도 17의 플로우차트에서 도 6의 플로우차트의 단계와 동일한 단계에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이고 있다.

도 16에 도시한 단계(S928)에서 관측 기간의 만료가 확인되면, 매체 상황 판정부(227)는 소정의 가동 단말 수 임계값(Th6)과 가동 단말 수(3개)를 비교하여 가동 단말 수(3개)가 가동 단말 수 임계값(Th6) 보다도 작은 경우에는 현재 가동하고 있는 단말은 적다고 판정하여 단계(S704)로 이동한다(단게(S941)). 이 경우, 매체 상황 판정부(227)는 백오프 처리부(125)가 정규 백오프 처리에서 사용하는 CW 테이블을 제 1 실시형태에서 설명한 도 5의 CW 테이블(2)로 하는 매체 상황 판정 정보를 취득한다(단계(S704)). 한편, 매체 상황 판정부(227)가 가동 단말 수 임계값(Th6)과 가동 단말 수(3개)를 비교하여 가동 단말 수(3개)가 가동 단말 수 임계값(Th6)보다도 큰 경우에는 단계(S942)로 이동한다(단계(S941)). 이 경우, 매체 상황 판정부(227)는 소정의 가동 단말 수 임계값(Th7(Th6〈Th7))과 가동 단말 수(3개)를 비교하여 가동 단말 수(3개)가 가동 단말 임계값(Th7) 보다도 큰 경우에는 현재 가동하고 있는 단말은 많다고 판정하고, 단계(S706)로 이동한다(단계(S942)). 이 경우, 매체 상황 판정부(227)는 백오프 처리부(125)가 정규 백오프 처리에서 사용하는 CW 테이블을 도 5의 CW 테이블(3)로 하는 판정 정보를 취득한다(단계(S706)). 한편, 매체 상황 판정부(227)가 가동 단말 수 임계값(Th7)과 가동 단말 수(3개)를 비교하여 가동 단말 수(3개)가 가동 단말수 임계값(Th7)보다도 작은 경우에는 단계(S707)로 이동한다(단계(S942)). 이 경우, 매체 상황 판정부(227)는 백오프 처리부(125)가 정규 백오프 처리에서 사용하는 CW 테이블을 도 5의 CW 테이블(1)로 하는 판정 정보를 취득한다(단계(S707)). 이와 같이 하여 매체 상황 판정부(227)는 백오프 처리부(125)에서 이용하는 CW 테이블을 결정하는 판정 정보를 취득하고(도 16의 단계(S929)), 이 판정 정보를 정보 저장부(28)에 통지한다.

계속해서 정보 저장부(28)는 단계(S929)에서 취득된 판정 정보를 기억한다(도 16의 단계(S930)). 동시에 정보 저장부(28)는 이 판정 정보를 백오프 처리부(125)에 통지한다. 계속해서 백오프 처리부(125)는 이 판정 정보에 따라서 미리 유지하고 있는 CW 테이블(1~3)(도 5 참조)중 어느 하나를 정규 백오프 처리에 이용한다. 또한, 통신 장치(221)가 정보 저장부(28)를 구비하지 않고, 매체 상황 판정부(227)가 직접, 판정 정보를 백오프 처리부(125)에 통지해도 좋다.

이상에서 설명한 바와 같이, 통신 시스템내의 각 단말(각 통신 장치(221))은 각각 관측 기간이 만료되었다고 판단(단계(S928))한 시점에서 상기한 백오프 처리부(125)가 정규 백오프 처리를 실시할 때 이용하는 CW 테이블을 결정한다. 여기서, 각 단말의 관측 기간의 길이는 동일하고, 또한 충분히 긴 것이 바람직하다. 이에 의해 각 단말은 각각 동일 정도의 가동 단말 수를 산출하고, 그 가동 단말 수에 따라서 각각 CW 테이블을 결정하여 사용한다. 그 결과로서 각 단말은 기본적으로 동일한 내용의 CW 테이블을 사용하게 된다.

여기서, 도 5에 도시한 각 CW 테이블은 제 1 실시형태에서 설명한 특징을 갖는다. 이에 의해 제 1 실시형태에서 설명한 바와 같이, 각 단말 사이에서 송신 기 회의 평등성이 향상되고, 또한 통신 시스템 전체로서의 스루풋이 향상된다.

이상에 설명한 바와 같이, 제 3 실시형태에 따른 통신 장치(221)는 매체 중의 프레임으로부터 송신 어드레스를 취득하여 매체 점유 상황을 판단하여 자립 분산적으로 CW 테이블을 적절히 선택한다. 그 결과로서 통신 장치(221)는 제 1 실시형태에 따른 통신 장치(21)와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 통신 장치(221)는 제 1 실시형태에 따른 통신 장치(21)와는 달리 의사 백오프 처리를 실시하지 않으므로 내부 처리를 대폭 저감할 수 있고, 장치 구성을 간략한 것으로 할 수 있다.

또한, 제 1 실시형태의 제 2 적용예에서 설명한 바와 같이, 복수의 CW 테이블(또는 계산식) 대신에 1개의 CW 테이블을 이용해도 좋다(도 7 및 도 8 참조). 도 18은 도 7에 도시한 CW 테이블(4)을 이용하는 경우에 있어서, 판정 정보를 도출하는 플로우차트이다. 도 18의 플로우차트는 도 17의 플로우차트에 대해 단계(S707)를 단계(S807)로 치환하고, 단계(S706)를 단계(S806)로 치환하며, 단계(S704)를 단계(S804)로 치환한 것이다. 여기서, 단계(S807), 단계(S806), 및 단계(S804)는 제 1 실시형태의 제 2 적용예에서 도 7 및 도 8을 이용하여 설명한 단계와 동일하므로, 설명은 생략한다.

본 발명은 백오프 제어에 의해 송신 프레임의 충돌을 회피하는 액세스 방식을 채용하는 통신 장치 등에 이용 가능하고, 특히 경합 분산 제어 시스템에서, 통신 장치간의 송신 기회의 공평성을 유지하면서 시스템 전체의 스루풋을 향상시키고 싶은 경우 등에 유용하다.

Claims (9)

1. 동일한 통신 시스템 내의 통신 장치가 송신하는 송신 프레임이 전송로 매체 내에서 충돌하는 것을 백오프 처리를 이용하여 회피하는 통신 장치에 있어서,

   컨텐션 윈도우를 이용하여 상기 송신 프레임 송신시에 실시하는 정규의 백오프 처리와 상기 송신 프레임을 송신하지 않을 때 의사적으로 실시하는 의사 백오프 처리를 실시하는 백오프 처리부,

   상기 의사 백오프 처리에 의해 상기 송신 프레임을 송신하지 않을 때의 상기 전송로 매체의 상황을 나타내는 매체 정보를 구하는 매체 정보 취득부, 및

   상기 매체 정보를 이용하여 상기 전송로 매체의 상황을 판정하여 판정 정보를 도출하는 매체 상황 판정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 매체 정보는 상기 의사 백오프 처리의 시행 횟수값과, 상기 의사적인 송신 프레임을 송신할 수 없었던 횟수를 나타내는 경합 패배 횟수값과, 상기 의사적인 송신 프레임을 송신할 수 있었던 횟수를 나타내는 경합 승리 횟수값과, 상기 의사적인 송신 프레임과 상기 송신 프레임이 상기 전송로 매체 내에서 충돌한 횟수를 나타내는 충돌 횟수값 중 적어도 1개를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 판정 정보는 상기 경합 승리 횟수값을 상기 시행 횟수값으로 나눈 경합 성공 확률 또는 상기 경합 패배 횟수값을 상기 시행 횟수값으로 나눈 경합 실패 확률에 따라서 선택되는 컨텐션 윈도우 테이블 또는 계산식을 나타내는 정보이고,

   상기 컨텐션 윈도우의 사이즈는 선택된 상기 컨텐션 윈도우 테이블 또는 상기 계산식에 의해 정해지는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 판정 정보는 상기 경합 승리 횟수값을 상기 시행 횟수값으로 나눈 경합 성공 확률 또는 상기 경합 패배 횟수값을 상기 시행 횟수값으로 나눈 경합 실패 확률에 따라서 선택되는, 상기 컨텐션 윈도우의 사이즈의 초기값인 것을 특징으로 하는 통신 장치.
5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,

   상기 판정 정보를 상기 통신 시스템내의 다른 통신 장치에 통지하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
6. 제 2 항에 있어서,

   상기 판정 정보는 상기 충돌 횟수값을 상기 시행 횟수값으로 나눈 충돌 확률이고,

   상기 송신 프레임의 재송신 발생률에 1에서 상기 충돌 확률을 뺀 값을 곱해 취득하는 전송로 상태의 변화에 기인하는 재송신 발생률의 변화량을 이용하여 전송로 변동 산출을 실시하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
7. 동일한 통신 시스템 내의 통신 장치가 송신하는 송신 프레임이 전송로 매체 내에서 충돌하는 것을 백오프 처리를 이용하여 회피하는 통신 방법에 있어서,

   컨텐션 윈도우를 이용하여 상기 송신 프레임 송신시에 실시하는 정규의 백오프 처리와 상기 송신 프레임을 송신하지 않을 때 의사적으로 실시하는 의사 백오프 처리를 실시하는 단계,

   상기 의사 백오프 처리에 의해 상기 송신 프레임을 송신하지 않을 때의 상기 전송로 매체의 상황을 나타내는 매체 정보를 취득하는 단계, 및

   상기 매체 정보를 이용하여 상기 전송로 매체의 상황을 판정하여 판정 정보를 도출하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
8. 동일한 통신 시스템 내의 통신 장치가 송신하는 송신 프레임이 전송로 매체 내에서 충돌하는 것을 백오프 처리를 이용하여 회피하는 통신 장치에 이용되는 프로그램에 있어서,

   컨텐션 윈도우를 이용하여 상기 송신 프레임 송신시에 실시하는 정규의 백오프 처리와 상기 송신 프레임을 송신하지 않을 때 의사적으로 실시하는 의사 백오프 처리를 실시하는 단계,

   상기 의사 백오프 처리에 의해 상기 송신 프레임을 송신하지 않을 때의 상기 전송로 매체의 상황을 나타내는 매체 정보를 취득하는 단계, 및

   상기 매체 정보를 이용하여 상기 전송로 매체의 상황을 판정하여 판정 정보를 도출하는 단계를 상기 통신 장치에 실행시키는 것을 특징으로 하는 프로그램.
9. 동일한 통신 시스템 내의 통신 장치가 송신하는 송신 프레임이 전송로 매체 내에서 충돌하는 것을 백오프 처리를 이용하여 회피하는 통신 장치에 이용되는 프로그램을 기록한 기록 매체에 있어서,

   컨텐션 윈도우를 이용하여 상기 송신 프레임 송신시에 실시하는 정규의 백오프 처리와 상기 송신 프레임을 송신하지 않을 때 의사적으로 실시하는 의사 백오프 처리를 실시하는 단계,

   상기 의사 백오프 처리에 의해 상기 송신 프레임을 송신하지 않을 때의 상기 전송로 매체의 상황을 나타내는 매체 정보를 취득하는 단계, 및

   상기 매체 정보를 이용하여 상기 전송로 매체의 상황을 판정하여 판정 정보를 도출하는 단계를 상기 통신 장치에 실행시키는 프로그램을 기록한 것을 특징으로 하는 기록 매체.

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