(57)【要約】  ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）による通信においてデータ信号を捕捉するステップと、前記捕捉したデータ信号の再送を促すための衝突信号を発信するか否かを当該データ信号が持つ情報を用いて判断するステップと、前記衝突信号を発信すると判断した場合に前記捕捉したデータ信号の通信チャネルと同一の通信チャネルへ前記衝突信号を発信するステップとを備える。
2008149639.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）による通信においてデータ信号を捕捉するステップと、
前記捕捉したデータ信号の再送を促すための衝突信号を発信するか否かを当該データ信号が持つ情報を用いて判断するステップと、
前記衝突信号を発信すると判断した場合に前記捕捉したデータ信号の通信チャネルと同一の通信チャネルへ前記衝突信号を発信するステップとを備えることを特徴とする通信方法。
【請求項２】
前記衝突信号を発信する前記ステップにおいて、
前記捕捉したデータ信号の伝搬を中断する信号を前記衝突信号として発信することを特徴とする請求項１記載の通信方法。
【請求項３】
前記衝突信号を発信する前記ステップにおいて、
前記捕捉したデータ信号と同じデータ信号を受信したノードからの応答信号の伝搬時間を当該データ信号を捕捉した時刻に基づき算出し、前記応答信号の伝搬を中断する信号を前記衝突信号として前記算出した伝搬時間に発信することを特徴とする請求項１記載の通信方法。
【請求項４】
前記衝突信号を発信するか否かを判断する前記ステップにおいて、
前記捕捉したデータ信号のサイズが適正か否かを判別し、前記判定が否の場合は前記衝突信号を発信しないと判断することを特徴とする請求項３記載の通信方法。
【請求項５】
さらに、前記ＣＳＭＡ／ＣＡによる通信状況を監視し且つ前記衝突信号の発信を判断するための規準を前記監視の結果に応じて決定するステップを備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の通信方法。
【請求項６】
前記ＣＳＭＡ／ＣＡによる通信状況を監視する前記ステップにおいて、
通信トラフィックの種別、フロー、データ信号のサイズ、及び、帯域使用率のうちの１つあるいは複数の組み合わせを監視することを特徴とする請求項５記載の通信方法。
【請求項７】
前記ＣＳＭＡ／ＣＡによる通信が無線通信であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の通信方法。
【請求項８】
前記衝突信号を発信するか否かを判断する前記ステップにおいて、
前記捕捉したデータ信号が再送されたものか否かを判別し、当該データ信号が再送されたものであり且つ規定回数以上の再送によるものである場合は前記衝突信号を発信しないと判断することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の通信方法。
【請求項９】
ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）による通信においてデータ信号を捕捉する受信部と、
前記捕捉したデータ信号の再送を促すための衝突信号を発信するか否かを当該データ信号が持つ情報を用いて判断する制御部と、
前記衝突信号を発信すると判断した場合に前記捕捉したデータ信号の通信チャネルと同一の通信チャネルへ前記衝突信号を発信する送信部とを備えることを特徴とする制御装置。
【請求項１０】
前記送信部は、前記受信部が捕捉したデータ信号の伝搬を中断する信号を前記衝突信号として発信することを特徴とする請求項９記載の制御装置。
【請求項１１】
前記制御部は、前記受信部が捕捉したデータ信号と同じデータ信号を受信したノードからの応答信号の伝搬時間を当該データ信号を捕捉した時刻に基づき算出し、
前記送信部は、前記応答信号の伝搬を中断する信号を前記衝突信号として、前記制御部が算出した伝搬時間に発信することを特徴とする請求項９記載の制御装置。
【請求項１２】
前記制御部は、前記受信部が捕捉したデータ信号のサイズが適正か否かを判別し、前記判定が否の場合は前記衝突信号を発信しないと判断することを特徴とする請求項１１記載の制御装置。
【請求項１３】
さらに、前記ＣＳＭＡ／ＣＡによる通信状況を監視し且つ前記衝突信号の発信を判断するための規準を前記監視の結果に応じて決定する規準決定部を備えることを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項１４】
前記規準決定部は、通信トラフィックの種別、フロー、データ信号のサイズ、及び、帯域使用率のうちの１つあるいは複数の組み合わせを監視することを特徴とする請求項１３記載の制御装置。
【請求項１５】
前記ＣＳＭＡ／ＣＡによる通信が無線通信であることを特徴とする請求項９乃至１４のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項１６】
前記制御部は、前記受信部が捕捉したデータ信号が再送されたものか否かを判別し、当該データ信号が再送されたものであり且つ規定回数以上の再送によるものである場合は前記衝突信号を発信しないと判断することを特徴とする請求項９乃至１５のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項１７】
コンピュータを請求項９乃至１６のいずれか１項に記載の制御装置として機能させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ランダムアクセス型の通信に関する。
【背景技術】
【０００２】
ランダムアクセスの規格として、無線ＬＡＮ（Local Area Network）のＩＥＥＥ８０２.１１などに採用されているＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）がある。ＣＳＭＡ／ＣＡは、信号の衝突を回避するための「バックオフ」と呼ばれるアルゴリズムを持つ。【０００３】
バックオフの手順では、例えば無線ＬＡＮの場合、無線信号のフレームを送信しようとする全ての端末が、共通のタイミングで、待機時間のスロット数に対応した乱数を発生させる。そして、その乱数値が示すスロット数の分、送信を待機する。よって、乱数値が小さい端末ほど、送信の待機時間が短いことから、より早く送信権を得ることができる。【０００４】
上記のバックオフの手順において、各端末は、自端末が送信したフレームを受信した装置（例えば、アクセスポイント）から応答フレームを受信することで、送信フレームが無事に到達したことを認識する。もし規定時間内に応答フレームを受信できない場合は、送信フレームがロスしたとみなし、フレームを再送する。そのとき、端末は、再び上記のバックオフ動作を行い、そこで発生させた乱数に基づく待機時間を経て再送を行う。【０００５】
端末がバックオフに使用する乱数には、最小値及び最大値が設定されており、そのうちの最大値はＣＷ（Contention Window）と呼ばれる。ここで、前回の送信時のＣＷをＣＷ0とすると、再送時のＣＷは、ＣＷ0の２倍に１を加算した値（ＣＷ＝２×ＣＷ0＋１）が適用される。そして、さらなる再送ごとに、現行のＣＷがＣＷ0に置き換えられ、そのＣＷ0が新たなＣＷの算出に適用される。【０００６】
ところで、近年、音声通話や映像配信などのマルチメディア通信に無線ＬＡＮが用いられている。マルチメディア通信に求められる通信品質（QoS）は、音声や映像のようなアプリケーションによって異なる。前述のバックオフアルゴリズムによれば、乱数を用いることから、全ての端末に対し公平に送信権が与えられる。しかしながら、より早く送信権を得ることが求められるアプリケーションの場合、ＱｏＳを保障するには、その端末の送信権を他の端末のものと差別化する必要がある。【０００７】
送信権に関する技術として、例えば、後述の特許文献１に記載のものがある。同文献に記載の方法は、ＣＳＭＡ／ＣＤ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）が採用されたＬＡＮにおいて、緊急送信を要するノードが他のノードの送信権を奪うというものである。緊急送信を要するノードは、衝突信号（ジャム信号）を他ノードよりも長い期間発信する、あるいは、衝突信号を繰り返し発信する。そして、これにより他ノードがバックオフを実行する間に、自ノードの緊急データを送信する。【０００８】
【特許文献１】特開平１１−３５５３２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献１に記載の方法によれば、緊急送信を要する端末が、より早く送信権を得ることが可能となる。しかしながら、上記方法にあっては、衝突信号の制御が端末単位で行われることから、緊急送信しようとする端末が増えると、それらの端末間で送信権の奪い合いが起こると推測される。この場合、ネットワークでは、衝突信号による回線占有率が高くなることで、データの緊急性が大きく損なわれるおそれがある。【００１０】
本発明の目的は、端末間の送信権を適切に差別化するよう制御する通信方法および制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る通信方法は、ＣＳＭＡ／ＣＡによる通信においてデータ信号を捕捉するステップと、前記捕捉したデータ信号の再送を促すための衝突信号を発信するか否かを当該データ信号が持つ情報を用いて判断するステップと、前記衝突信号を発信すると判断した場合に前記捕捉したデータ信号の通信チャネルと同一の通信チャネルへ前記衝突信号を発信するステップとを備える。【００１２】
本発明に係る制御装置は、ＣＳＭＡ／ＣＡによる通信においてデータ信号を捕捉する受信部と、前記捕捉したデータ信号の再送を促すための衝突信号を発信するか否かを当該データ信号が持つ情報を用いて判断する制御部と、前記衝突信号を発信すると判断した場合に前記捕捉したデータ信号の通信チャネルと同一の通信チャネルへ前記衝突信号を発信する送信部とを備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ＣＳＭＡ／ＣＡによる通信における端末間の送信権を適切に差別化するよう制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施例におけるシステムの構成図である。
【図２】本発明の第１の実施例における制御装置のブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施例における衝突信号制御部のブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施例における制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２の実施例におけるシステムの構成図である。
【図６】本発明の第２の実施例における衝突信号制御部のブロック図である。
【図７】本発明の第２の実施例における制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第３の実施例における衝突信号制御部のブロック図である。
【図９】本発明の第３の実施例における制御装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００１５】
100  無線ＬＡＮシステム
101  無線ＬＡＮ基地局
102  無線ＬＡＮ端末（高優先）
103  無線ＬＡＮ端末（低優先）
104  制御装置
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
＜第１の実施例＞
図１は、本発明の第１の実施例におけるシステムの構成図である。本実施例のシステム100は、ＩＥＥＥ８０２.１１準拠の無線ＬＡＮであり、ＣＳＭＡ／ＣＡによるランダムアクセス方式が採用される。図１に示すように、システム100は、無線ＬＡＮ基地局101、無線ＬＡＮ端末102,103、及び、制御装置104を備える。【００１７】
本実施例は、所定のＱｏＳが保障される端末を無線ＬＡＮ端末102（高優先）とし、この無線ＬＡＮ端末102の送信権と、他方の無線ＬＡＮ端末103（低優先）のものとを差別化することを想定したものである。ここで言う所定のＱｏＳとは、例えば、携帯電話からの緊急発信のように、無線ＬＡＮにて、より早く送信権を得ることを求められるＱｏＳである。【００１８】
上記のような送信権の制御を担う制御装置104は、システム100において無線ＬＡＮ基地局101の通信エリア内に配置される。そして、この通信エリアにおいて、無線ＬＡＮ基地局101と各端末（102,103）とで交信される無線フレームを捕捉する。【００１９】
図２に、制御装置104の構成を示す。制御装置104は、送信部203及び受信部204を含む無線ＬＡＮ通信部202と、制御部201とを備える。受信部204は、無線ＬＡＮを伝搬するフレームを捕捉する。制御部201は、捕捉されたフレームが持つ情報を用いて、衝突信号を発信するか否かを判断する。送信部203は、衝突信号を無線ＬＡＮへ発信する。【００２０】
図３に、上記の制御部201の構成を示す。フレーム解析部206は、受信部204が捕捉したフレームのＭＡＣヘッダをＭＡＣヘッダ解析部206aにより解析し、そのＭＡＣヘッダから送信元やフレーム種別などに関する情報を検出する。【００２１】
判断部207は、フレームのＭＡＣヘッダから検出された情報を用いて、衝突信号を発信するか否かを判断する。衝突信号は、今回のフレームの通信チャネルと同じチャネルに送出される。これにより、衝突信号が、伝搬中の無線フレームへ衝突し、そのフレームの伝搬が中断される。【００２２】
本実施例における衝突のターゲットは、端末から基地局101へ送信されたデータ信号としてのデータフレームである。データフレームの伝搬が中断されると、そのフレームの送信元は、基地局101からＡＣＫを受信することができない。よって、衝突信号の発信により、送信元に対しフレームの再送を促すことができる。【００２３】
衝突信号を発信すると判断された場合、衝突信号生成部208が衝突信号を生成する。生成された衝突信号は、送信部203が、今回のフレームが捕捉されたチャネルと同じチャネルに発信する。本実施例では、今回捕捉されたフレームの全てが無線ＬＡＮ基地局101へ到達するまでに、衝突信号が発信される。【００２４】
図４に示すフローチャートに沿って、制御装置104の動作を説明する。制御装置104において、まず、受信部204が無線フレームを受信すると（ステップF101）、ＭＡＣヘッダ解析部206aがそのフレームのＭＡＣヘッダを解析し、送信元アドレスやフレーム種別などの情報を検出する（ステップF102）。【００２５】
判断部207は、検出された情報から、今回のフレームがＮ回以上（Ｎ≧１）再送されたフレームかどうかを判別する（ステップF107）。なお、フレームが再送によるものかどうかの判別は、例えば、フレームの受信ごとに、そのフレームの送信元やフレーム番号等の情報を記録しておくことで実現できる。この場合、記録された情報と一致するものが検出されたフレームを、再送によるフレームと認識する。そして、そのように認識した回数をカウントすることで、再送回数がＮ回に達したかどうかを判断できる。【００２６】
今回のフレームが再送によるものではない場合（ステップF107：NO）、判断部207は、そのフレームの送信元が衝突対象かどうかを判別する（ステップF103）。衝突対象とは、所定のＱｏＳが保障される端末以外の端末を指し、本実施例では、図１の無線ＬＡＮ端末103（低優先）が衝突対象に該当する。【００２７】
衝突対象の判別のために、制御装置104は、無線ＬＡＮ端末102（高優先）のような、ＱｏＳの保障が必要な端末のアドレスを予め登録しておき、そのアドレスに対応しない送信元端末を衝突対象と認識する。また、逆に、無線ＬＡＮ端末103（低優先）のように衝突対象となる端末のアドレスを事前に登録してもよい。この場合は、受信したフレームの送信元が登録アドレスに対応する場合に、その受信フレームを衝突対象と判定する。【００２８】
上記フレームの送信元が、衝突対象に該当しない端末である場合（ステップF103：NO）、判断部207は、衝突信号を発信しないと判断し（ステップF001）、新たに捕捉されたフレームの検査に移る。【００２９】
上記フレームの送信元が衝突対象に該当する場合（ステップF103：YES）、判断部207は、そのフレームがデータフレームであるか否かを判別する（ステップF104）。ここで言うデータフレームとは、無線ＬＡＮ通信の制御や管理のためのフレームに該当しないもの、例えば、音声や映像あるいは文書などを伝送するためのフレームを指す。上記フレームがデータフレームでない場合（ステップF104：NO）、判断部207は、衝突信号を発信しないと判断する（ステップF001）。【００３０】
一方、上記フレームが、衝突対象の端末から送信されたデータフレームである場合（ステップF104：YES）、判断部207は、衝突信号を発信すると判断する（ステップF002）。【００３１】
衝突信号の発信が決定されると、衝突信号生成部208が衝突信号を生成する（ステップF105）。衝突信号のサイズは、判断部207が算出するようにしてもよい。この場合、判断部207は、例えば、ＭＡＣヘッダのＤｕｒａｔｉｏｎ／ＩＤフィールドから、ビジー（BUSY）時間、すなわちフレームの送信期間を認識し、その期間にフレームの伝搬を中断できるような信号サイズを算出すればよい。【００３２】
衝突信号生成部208は、今回のフレームが基地局101により完全に受信されることを阻止するために、フレームの伝搬期間が終了するまでに衝突信号を送出するよう送信部203に指示する。送信部203は、この指示に従い、衝突信号を発信する（ステップF106）。【００３３】
なお、今回捕捉したフレームが、Ｎ回以上再送されたものである場合（ステップF107：YES）、判断部207は、衝突信号を発信しないと判断する（ステップF001）。これは、たとえ優先度の低い端末であっても、再送が度重なることで、その端末の送信権が著しく低下することを防ぐための措置である。閾値Ｎには、そのような措置に適した値を設定することが望ましい。また、閾値Ｎは、固定値に限らず、制御装置104が現時点で把握する端末数や回線の輻輳状況に応じて適宜変動するものであってもよい。なお、上記のような措置が不要である場合は、上記ステップ（F107）を省略してもよい。【００３４】
ここで、図１のシステム構成を参照して、本実施例において衝突信号が発信された場合のシステムの全体的な動作を説明する。【００３５】
図１に示す状況は、制御装置104が、無線ＬＡＮ端末103（低優先）を衝突対象として認識し、この無線ＬＡＮ端末103が送信したデータフレームに対し衝突信号を発信したという状況である。一方で、ＱｏＳが保障される無線ＬＡＮ端末102（高優先）は、制御装置104により衝突対象と判断されない。よって、この無線ＬＡＮ端末102から送信されたフレームは、全て無線ＬＡＮ基地局101へ到達する。これにより、無線ＬＡＮ端末102は、無線ＬＡＮ基地局101から応答フレーム（以下「ＡＣＫ」とする。）受信する。【００３６】
衝突対象の無線ＬＡＮ端末103は、送信したデータフレームが衝突信号により無効化されたことから、そのデータフレームに対するＡＣＫを基地局101から受信することができない。無線ＬＡＮ端末103は、データフレームが伝送中にロスしたと認識し、そのフレームをバックオフの手順に沿って再送する。【００３７】
無線ＬＡＮ端末103は、再送のタイミングを測るために、新たに乱数を発生させる。ここで、乱数の上限値ＣＷは、前述したように、再送ごとに増大する（ＣＷ＝２×ＣＷ0＋１）。よって、再送の機会が増えるに従い、より大きな乱数値が発生する確率が高くなる。乱数値が大きくなるほど、再送の待機時間が長期化することから、送信権の優先度が低下しやすくなる。【００３８】
具体的に検証すると、例えばＩＥＥＥ８０２.１１ｂの場合、乱数の上限値ＣＷは、「31」から開始し、その後の再送ごとに、「63」，「127」，「255」，…，「1023」の順に増大する。これは、乱数の範囲が、初回送信時は「0」〜「31」であるのに対し、１回目の再送では「0」〜「63」となり、２回目の再送では「0」〜「127」となることを意味する。したがって、再送回数が増えるほど、送信権の優先度が確率的に低下する。【００３９】
この作用を利用し、制御装置104は、ＱｏＳの保障が必要な無線ＬＡＮ端末102以外の端末、すなわち無線ＬＡＮ端末103（低優先）を衝突対象として取り扱う。そして、無線ＬＡＮ端末103から基地局101へのフレーム伝送を衝突信号により中断させることで、端末103に対し再送を促す。【００４０】
本実施例によれば、端末間の無線フレームの送信権を適切に差別化することができる。これにより、より早く送信権を得ることが求められるアプリケーションのＱｏＳを保障することができる。また、衝突信号を発信するか否かを規定に基づき判断するので、衝突信号の多発による回線の輻輳を防止することができる。【００４１】
＜第２の実施例＞
本発明の第２の実施例を説明する。本実施例と前述の第１の実施例との差異は、衝突信号のターゲットにある。本実施例における衝突信号のターゲットは、衝突対象の端末が送信した無線フレームに対し基地局101から応答されるＡＣＫである。【００４２】
図５に、本発明の第２の実施例のシステム構成を示す。本実施例のシステム200の構成は、前述の第１の実施例のもの（図１）と同様である。図５に示す状況は、衝突対象としての無線ＬＡＮ端末103からのデータフレームが無線ＬＡＮ基地局101へ到達した後に、この基地局101から無線ＬＡＮ端末103へ送信されたＡＣＫに対し、制御装置104が衝突信号を発信したという状況である。【００４３】
前述の実施例（図１）は、衝突対象の端末（103）から基地局101へのフレーム伝送を中断させることで、基地局101からＡＣＫが発信されることを阻止した。これに対し、本実施例は、衝突対象の端末（103）に対する基地局101からのＡＣＫが、その端末へ到達することを阻止する。【００４４】
図６に、本実施例の制御装置104における制御部201の構成を示す。本実施例の制御部201は、前述の実施例のもの（図３）に、フレーム解析部206のＦＣＳ（Frame Check Sequence）解析部206bと、タイマ部210とが追加されたものと同等である。【００４５】
ＦＣＳ解析部206bは、受信部204が捕捉したフレームのデータフィールドに続くＦＣＳ値を用いて、そのフレームのサイズが適正なものか否かを解析する。解析の結果、ＦＣＳ値に基づくサイズより短いなど、サイズが適正でないフレームは、判断部207によりエラーフレームとみなされる。【００４６】
タイマ部502は、受信部204からフレームの受信時刻を取得し、その時刻からカウントを開始する。また、判断部207からＭＡＣヘッダのＤｕｒａｔｉｏｎ／ＩＤフィールドのビジー時間を取得し、それと上記の受信時刻をもとに、今回のフレームに対するＡＣＫの伝搬時間を計算する。【００４７】
図７に示すフローチャートに沿って、本実施例の制御装置104の動作を説明する。制御装置104において、まず、受信部204が無線フレームを受信すると（ステップF201）、タイマ部210が、フレーム受信時刻からカウントを開始する。【００４８】
ＭＡＣヘッダ解析部206aは、受信したフレームのＭＡＣヘッダを解析し、送信元アドレスやフレーム種別などの情報を検出する。また、ＦＣＳ解析部206bが、そのフレームのＦＣＳ値を用いてフレームサイズを検査する（ステップF202）。【００４９】
ＦＣＳの検査結果から、今回のフレームがエラーフレームであると判明した場合（ステップF203：YES）、判断部207は、衝突信号を発信しないと判断する（ステップF001）。衝突信号によりフレーム伝送を中断せずとも、その後、このフレームを受信した基地局101が、同様にエラーを検知してＡＣＫを発信しないからである。したがって、エラーフレームを判別し、それに対しては衝突信号を発信しないと判断することで、衝突信号の無駄な発信を防止できる。【００５０】
一方、今回のフレームがエラーではない場合（ステップF203：NO）、前述の実施例での手順（図４：F103,F104）と同様に、そのフレームの送信元およびフレームタイプを検査し、衝突信号を発信するか否かを判断する（ステップF204,F205）。なお、図７のフローチャートでは省略されているが、衝突信号の発信の判断に、前述の実施例で説明したフレームの再送回数（図４：F107）による判断を加えてもよい。【００５１】
衝突信号を発信すると判断された場合（ステップF002）、衝突信号生成部208が衝突信号を生成する（ステップF206）。また、タイマ部210が、今回のフレームに対するＡＣＫの伝搬時間を計算する。そして、計算結果をもとに、衝突信号の発信タイミング、すなわち基地局101からのＡＣＫを中断するタイミングを衝突信号生成部208へ通知する（ステップF207）。【００５２】
衝突信号生成部208は、タイマ部210から通知されたタイミングまで待機し、そのタイミングが到来すると、送信部203に対し衝突信号の発信を指示する（スップF208）。【００５３】
送信部203が発信した衝突信号によりＡＣＫの伝搬が中断されると、そのＡＣＫの宛先であった端末は、ＡＣＫを受信することができない。これにより、自身が送信したフレームがロスしたと認識し、バックオフによる再送の準備に移る。【００５４】
このように、基地局101から端末へのＡＣＫを衝突のターゲットとしても、その端末にフレームの再送を促すことができる。よって、端末間の無線フレームの送信権を適切に差別化することができる。また、本実施例によれば、基地局101からＡＣＫが送信されるまでに衝突信号を準備すればよいので、衝突のターゲットに照準を合わせやすいというメリットがある。【００５５】
＜第３の実施例＞
本発明の第３の実施例を説明する。本実施例は、衝突信号の発信に関する判断規準を無線ＬＡＮの通信状況に応じて決定するというものである。本実施例のシステム構成は、図１あるいは図５に示される前述の実施例の構成と同様である。本実施例において決定される判断規準は、前述の各実施例に組み合わせることができる。以下の説明では、便宜上、第１の実施例に組み合わせた場合を想定する。【００５６】
図８に、本実施例の制御装置104における制御部201の構成を示す。本実施例の制御部201は、第１の実施例の構成（図３）に規準決定部211を加えたものと同等である。【００５７】
図９に示すフローチャートに沿って、本実施例の制御装置104の動作を説明する。制御装置104において、規準決定部211は、受信部204が捕捉したフレームを用いて、無線ＬＡＮの通信状態を逐次モニタする（ステップF301）。そして、モニタ結果をもとに、衝突信号の発信に関する判断規準を決定し（ステップS302）、決定した規準をフレーム解析部206および判断部207に提供する。【００５８】
なお、上記の判断規準は、モニタ結果の変化に応じて、定期的あるいは任意のタイミングで更新することが望ましい。これにより、最新の通信状況に対応した判断基準を適用することができる。【００５９】
制御装置104は、受信部204がフレームを捕捉すると（ステップF303）、規準決定部211により提供された規準に基づいて、前述の第１の実施例と同様な処理（図４：処理Ａ）を実行する（ステップF304）。すなわち、フレーム解析部206がフレームのＭＡＣヘッダを解析して、その結果を基に判断部207が衝突信号を発信するか否かを判断する。そして、衝突信号を発信する場合は、それを衝突信号生成部208が生成して送信部203により送信する。【００６０】
無線ＬＡＮの通信状況に関し、規準決定部211がモニタする内容は、要求されるＱｏＳに応じた種々の設定が可能である。例えば、トラフィックの種別をモニタ内容とすることができる。モニタすべきトラフィックの種別が、ＶｏＩＰによる通話である場合、規準決定部211は、受信部204が捕捉した無線フレームのうちＶｏＩＰのフレームを監視する。そして、ＶｏＩＰのフレームが捕捉されたとき、フレームから送信元アドレスを取得し、このアドレスからのＶｏＩＰフレームには衝突信号を発信しないよう判断部207へ指示する。これは、すなわち、現在通話中のＩＰ電話機からのフレームは衝突のターゲットとしない、という規準を決定したことを意味する。この規準を認識した判断部207は、通話中の端末以外の端末からのフレームに対して、衝突信号を発信すると判断する。【００６１】
また、モニタする内容はフローであってもよい。この場合、同じ端末であってもフローによっては、衝突の対象にはならない場合もある。フローの監視において、フローを識別するための情報が、例えば５つの場合（5 tuple）、規準決定部211は、送信元のＩＰアドレス（source IP）、宛先のＩＰアドレス（destination IP）、プロトコル番号、送信元のＴＣＰポート番号（source TCP port）、及び、宛先のＴＣＰポート番号（destination TCP port）の組み合わせでフローを識別する。【００６２】
規準決定部211は、帯域の占有率が、要求される帯域よりも高いフローを検出し、そのフローに対し衝突信号を発信するよう判断部207に指示する。判断部207は、フレーム解析部206で取得されたＩＰヘッダやＴＣＰヘッダから、フローの識別子（5 tuple）を取得する。そして、規準決定部211から指示されたフローに対応する識別子を持つフローを検知したとき、そのフローを衝突対象とする。これにより、対象のフローによる帯域の占有率を一時的に下げることができる。【００６３】
また、モニタ内容はフレーム長であっても良い。これは、フレームが暗号化されていることで、フローやトラフィックの種別を特定できない場合に有益である。例えば、音声パケットの場合は、他のトラフィックのパケットよりサイズが小さいため、フレーム長が比較的短い。よって、フレーム長から音声トラフィックを推測することができる。規準決定部211は、ＭＡＣヘッダのＤｕｒａｔｉｏｎ／ＩＤフィールドからフレーム長を取得し、音声パケットの送信状況を推測する。そして、例えば、音声フレームの送信量がある閾値を超えた場合にそのフレームを衝突の対象にするという規準を決定する。【００６４】
また、モニタ内容は、帯域占有状況であってもよい。この場合、規準決定部211は、例えば、無線ＬＡＮのビーコンフレーム内のＱＢＳＳ Ｌｏａｄから、無線ＬＡＮにおける帯域占有率の情報を取得する。そして、例えば、帯域占有率が高い、すなわち回線が混み合っている間は、前述の実施例のように、ＱｏＳの保障がない端末を衝突対象とし、混み合っていない間は、何れのフレームにも衝突信号を発信しないという規準を決定する。これにより、回線の混雑状況を考慮した適応的な規準を作ることができる。【００６５】
また、モニタ内容は、各端末のスループットであってもよい。この場合、例えば、他端末よりもスループットが高い端末を衝突対象とするという規準を決定する。【００６６】
また、モニタ内容は、最大通信速度であってもよい。ＩＥＥＥ８０２.１１ｂによる最大通信速度は１１Ｍｂｐｓであるが、これと物理変調方式が異なるＩＥＥＥ８０２.１１ｇの場合は、５４Ｍｂｐｓであり、高速通信が可能である。この場合、例えば、優先度が低いフレームであっても、通信規格がＩＥＥＥ８０２.１１ｇの場合は衝突対象とせず、ＩＥＥＥ８０２.１１ｂの場合には衝突対象とするといった規準を設けてもよい。これにより、ＩＥＥＥ８０２.１１ｇによる高速通信の要求に応えることができる。【００６７】
また、モニタ内容は、端末が発信したフレームの内容であってもよい。これは、例えば、フレームの内容が、ＳＯＳ発信のような緊急性を要するフレームかどうかなどである。規準決定部211は、そのような内容が記述されたフレームには、送信元やフレームタイプにかかわらず衝突信号を発信しないという規準を決定する。これにより、ＳＯＳ発信の緊急性を保障することができる。【００６８】
また、モニタ内容は、電界強度、すなわち端末による電波の受信感度であっても良い。この場合、規準決定部211は、基地局に対する端末の電界強度をモニタし、電界強度が弱い端末を衝突対象と決定する。これにより、電界強度が弱い端末を、他の基地局へハンドオーバさせるように促すことができる。また、逆に、電界強度の強い端末を衝突対象とし、電界強度の弱い端末を優先させるような規準であってもよい。【００６９】
また、モニタ内容は、通信のエラー状況であっても良い。例えば、各端末が送信したフレームのＦＣＳ、あるいは、基地局101からのＡＣＫの発信状況などから、無線ＬＡＮにおける通信エラーの状況をモニタする。そして、例えば、エラー発生が多い端末を衝突対象とするという規準を設定することができる。また、逆に、エラーの少ない端末を衝突対象とし、エラーの多い端末からのデータフレームを優先させるという規準であってもよい。【００７０】
なお、本実施例において、モニタする内容は、上記のうちの何れか１つでなく、２つあるいは３つ以上を組み合わせて適用してもよい。【００７１】
本実施例によれば、衝突信号を発信するか否かの判断規準を、通信状況に応じて動的に変化させることができる。これにより、端末ユーザやネットワーク管理者からのＱｏＳ要求に対処しやすくなる。【００７２】
また、上記各実施例は、ＣＳＭＡ／ＣＡによる無線ＬＡＮ通信に本発明を適用したものであったが、本発明の適用は、ＣＳＭＡ／ＣＡによる通信であれば、無線に限らず有線であってもよい。例えば、電力線を利用したＰＬＣ（Power Line Communication）は、ＣＳＭＡ／ＣＡを採用したものであるため、本発明を適用することができる。【００７３】
上記第３の実施例におけるモニタ内容として、通信状況に加え、課金情報をモニタするようにしてもよい。この場合、例えば、通信料が未払いのユーザ端末を衝突対象とすることで、適正に支払いを済ませたユーザの端末を優先させることができる。また、課金のレベルによって、衝突率を変えるといった判断規準を設定してもよい。【００７４】
上記各実施例において、制御装置104は、システム100における独立したノードであるが、本発明に係る制御装置は、上記の基地局101のような、端末からデータ信号を受信するノードに統合されていてもよい。【００７５】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。本発明の実施は、本発明の請求の範囲内において、適宜変更が可能である。例えば、本発明は、上記各実施例における制御装置104の動作に対応したコンピュータプログラム、あるいは、そのプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体として実施してもよい。【００７６】
なお、本出願は、２００７年５月３０日に日本出願された特願２００７−１４３８７５を基礎とする優先権を主張し、その開示の内容を全て本明細書に取り込むものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年2月27日(2009.2.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランダムアクセス方式による通信においてデータ信号を捕捉するステップと、
前記捕捉したデータ信号の再送を促すための衝突信号を発信するか否かを当該データ信号が持つ情報を用いて判断するステップと、
前記衝突信号を発信すると判断した場合に前記捕捉したデータ信号の通信チャネルと同一の通信チャネルへ前記衝突信号を発信するステップとを備えることを特徴とする通信方法。
【請求項２】
前記衝突信号を発信する前記ステップにおいて、
前記捕捉したデータ信号の伝搬を中断する信号を前記衝突信号として発信することを特徴とする請求項１記載の通信方法。
【請求項３】
前記衝突信号を発信する前記ステップにおいて、
前記捕捉したデータ信号と同じデータ信号を受信したノードからの応答信号の伝搬時間を当該データ信号を捕捉した時刻に基づき算出し、前記応答信号の伝搬を中断する信号を前記衝突信号として前記算出した伝搬時間に発信することを特徴とする請求項１記載の通信方法。
【請求項４】
前記衝突信号を発信するか否かを判断する前記ステップにおいて、
前記捕捉したデータ信号のサイズが適正か否かを判別し、前記判定が否の場合は前記衝突信号を発信しないと判断することを特徴とする請求項３記載の通信方法。
【請求項５】
さらに、前記ランダムアクセス方式による通信状況を監視し且つ前記衝突信号の発信を判断するための規準を前記監視の結果に応じて決定するステップを備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の通信方法。
【請求項６】
前記ランダムアクセス方式による通信状況を監視する前記ステップにおいて、
通信トラフィックの種別、フロー、データ信号のサイズ、及び、帯域使用率のうちの１つあるいは複数の組み合わせを監視することを特徴とする請求項５記載の通信方法。
【請求項７】
前記ランダムアクセス方式による通信が無線通信であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の通信方法。
【請求項８】
前記衝突信号を発信するか否かを判断する前記ステップにおいて、
前記捕捉したデータ信号が再送されたものか否かを判別し、当該データ信号が再送されたものであり且つ規定回数以上の再送によるものである場合は前記衝突信号を発信しないと判断することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の通信方法。
【請求項９】
ランダムアクセス方式による通信においてデータ信号を捕捉する受信部と、
前記捕捉したデータ信号の再送を促すための衝突信号を発信するか否かを当該データ信号が持つ情報を用いて判断する制御部と、
前記衝突信号を発信すると判断した場合に前記捕捉したデータ信号の通信チャネルと同一の通信チャネルへ前記衝突信号を発信する送信部とを備えることを特徴とする制御装置。
【請求項１０】
前記送信部は、前記受信部が捕捉したデータ信号の伝搬を中断する信号を前記衝突信号として発信することを特徴とする請求項９記載の制御装置。
【請求項１１】
前記制御部は、前記受信部が捕捉したデータ信号と同じデータ信号を受信したノードからの応答信号の伝搬時間を当該データ信号を捕捉した時刻に基づき算出し、
前記送信部は、前記応答信号の伝搬を中断する信号を前記衝突信号として、前記制御部が算出した伝搬時間に発信することを特徴とする請求項９記載の制御装置。
【請求項１２】
前記制御部は、前記受信部が捕捉したデータ信号のサイズが適正か否かを判別し、前記判定が否の場合は前記衝突信号を発信しないと判断することを特徴とする請求項１１記載の制御装置。
【請求項１３】
さらに、前記ランダムアクセス方式による通信状況を監視し且つ前記衝突信号の発信を判断するための規準を前記監視の結果に応じて決定する規準決定部を備えることを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項１４】
前記規準決定部は、通信トラフィックの種別、フロー、データ信号のサイズ、及び、帯域使用率のうちの１つあるいは複数の組み合わせを監視することを特徴とする請求項１３記載の制御装置。
【請求項１５】
前記ランダムアクセス方式による通信が無線通信であることを特徴とする請求項９乃至１４のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項１６】
前記制御部は、前記受信部が捕捉したデータ信号が再送されたものか否かを判別し、当該データ信号が再送されたものであり且つ規定回数以上の再送によるものである場合は前記衝突信号を発信しないと判断することを特徴とする請求項９乃至１６のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項１７】
前記ランダムアクセス方式がＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ  ｗｉｔｈ  Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ  Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の通信方法。
【請求項１８】
前記ランダムアクセス方式がＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ  ｗｉｔｈ  Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ  Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）であることを特徴とする請求項９乃至１６のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項１９】
コンピュータを請求項９乃至１６ならびに１８のいずれか１項に記載の制御装置として機能させることを特徴とするプログラム。
【国際調査報告】
2008149639.tif 000012
2008149639.tif 000013