(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信装置において、
信号送信にあたり予め無線媒体の状態を検出するキャリアセンス手段と；
データフレームの伝送に先立ち、送信要求信号および送信許可信号を送受信することによって送信権を確保する手順実行手段と；
上記手順実行手段によって送信権を確保した後に、通信相手からの受信確認応答を受けることなく複数のデータフレームを送信する送信手段と；
上記手順実行手段によって送信権を確保した後に、上記通信相手から上記受信確認応答を受信すると、上記送信権を開放する開放手段と；
上記手順実行手段によって送信権を確保した期間に伝送するデータフレーム数が、通信相手からの受信確認応答を受けることなく伝送できる上記データフレーム数に満たない場合に、最終データフレームの送信時に、通信相手に上記受信確認応答の送信を要求する要求手段と；
を有することを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
請求項１において、
上記最終データフレームを送出した後、受信確認応答の受信を待機する時間が経過しても上記通信相手からの受信確認応答を受信できない場合に、受信確認応答の送信を要求する第２の要求手段とを有することを特徴とする無線通信装置。
【請求項３】
請求項１において、
上記通信相手は、上記受信確認応答を送信する際に、送信データがある場合には、受信確認応答と共に送信要求を送信し、
上記無線通信装置は、上記受信確認応答を受信することにより上記通信相手において正しくデータフレームが受信されたことを確認する確認手段と；
上記確認手段による上記確認後に、上記通信相手からの送信要求に対して送信許可信号を送信する許可手段と；
を有することを特徴とする無線通信装置。
【請求項４】
無線通信装置において、
信号送信にあたり予め無線媒体の状態を検出するキャリアセンス手段と；
データフレームの伝送に先立ち、送信要求信号と送信許可信号とを送受信することによって送信権を確保する手順実行手段と；
通信相手による送信権の確保後に通信相手から送られた信号に基づいて、受信確認応答を送信する送信手段と；
上記送信手段によって上記受信確認応答を送信する際に、上記通信相手へのデータフレーム送信を要求する送信要求を上記受信確認応答と共に送信する要求手段と；
を有することを特徴とする無線通信装置。
【請求項５】
請求項４において、
上記通信相手に上記受信確認応答をするまでは、データフレームの送信を禁止する禁止手段を有することを特徴とする無線通信装置。
【請求項６】
信号送信にあたり予め無線媒体の状態を検出するキャリアセンスを行うとともに、データフレームの伝送に先立ち、送信要求信号および送信許可信号を送受信することによって送信権を確保する手順を実行し、上記手順の実行により送信権を確保した後に、通信相手からの受信確認応答を受けることなく複数のデータフレームを送信でき、上記送信権を確保した後に、上記通信相手から上記受信確認応答を受信すると、上記送信権を開放する無線通信装置の制御方法において、
上記手順の実行によって送信権を確保した期間に伝送するデータフレーム数が、通信相手からの受信確認応答を受けることなく伝送できる上記データフレーム数に満たない場合に、最終データフレームの送信時に、上記通信相手に受信確認応答の送信を要求することを特徴とする無線通信装置の制御方法。
【請求項７】
信号送信にあたり予め無線媒体の状態を検出するキャリアセンスを行うとともに、データフレームの伝送に先立ち、送信要求信号および送信許可信号を送受信することによって送信権を確保する無線通信装置の制御方法において、
通信相手による送信権の確保後に通信相手から送られた信号に基づいて受信確認応答を送信する際に、上記通信相手へのデータフレーム送信を要求する送信要求を上記受信確認応答と共に送信することを特徴とする無線通信装置の制御方法。
【請求項８】
信号送信にあたり予め無線媒体の状態を検出するキャリアセンスを行うとともに、データフレームの伝送に先立ち、送信要求信号と送信許可信号とを送受信することによって送信権を確保する手順を実行し、上記手順の実行によって送信権を確保した後に、通信相手からの受信確認応答を受けることなく複数のデータフレームを送信でき、上記送信権を確保した後に、上記通信相手から上記受信確認応答を受信すると、上記送信権を開放する無線通信装置を制御するプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体において、
上記手順の実行によって送信権を確保した期間に伝送するデータフレーム数が、通信相手からの受信確認応答を受けることなく伝送できる上記データフレーム数に満たない場合に、最終データフレームの送信時に、上記通信相手に受信確認応答の送信を要求する要求工程を実行するプログラムを記憶したことを特徴とする記憶媒体。
【請求項９】
信号送信にあたり予め無線媒体の状態を検出するキャリアセンスを行うとともに、データフレームの伝送に先立ち、送信要求信号および送信許可信号を送受信することによって送信権を確保する無線通信装置を制御するプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体において、
通信相手による送信権の確保後に通信相手から送られた信号に基づいて受信確認応答を送信する際に、上記通信相手へのデータフレーム送信を要求する送信要求を上記受信確認応答と共に送信する送信工程を実行するプログラムを記憶したことを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信装置およびその制御方法、プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数の局が同一周波数の搬送波を用いて互いに非同期でそれぞれ相手局と無線通信を行う無線通信装置においては、各局が時分割的に通信を行うＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access ）方式が多く用いられ、このとき無線回線にアクセスを行うにあたって無線媒体アクセス制御を行っている。
【０００３】
たとえば、無線ＬＡＮシステムにおいては、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）手順、および、無線媒体がビジー状態に続くランダムに選択されるバックオフ時間（以下ランダムバックオフタイム）手順を用いたアクセス制御を行うことにより、複数の非同期通信局の共存を実現している。
【０００４】
ＣＳＭＡ／ＣＡ手順は、送信を行うにあたって無線媒体の状態をキャリアセンスにより確認し、ある規定時間、無線媒体にキャリアが検出されなかった場合のみ、無線媒体に対して電波の送信を行う。また、仮にこのときキャリアが検出された場合は、キャリアセンスを継続して行い、キャリアが検出されなくなった時点でランダムバックオフタイムに規定される時間だけ送信を待機した後、キャリアセンスを含めた送信動作を再開する。
【０００５】
また、データ伝送にあたって、送信要求（以下ＲＴＳ：Request To Send ）、送信許可（以下ＣＴＳ：Crier To Send ）、確認（ＡＣＫ：Acknowledge ）の各信号送出手順を付加することにより、送信権の確保を行い、通信相手局からの受信確認により、送信権の開放を行うことで、コリジョンの回避と再送手順を実現している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来例では、キャリアセンスとランダムバックオフ手順によるコリジョン回避を行い、さらに受信確認応答手段によりコリジョン（Collision ）検出を行っているが、データフレームの伝送毎に同手順を行うことからデータフレームがコリジョンを起こす可能性は残り、さらにコリジョン後の再送手順によるスループットの低下は免れないといった問題点がある。
【０００７】
また、ＲＴＳ／ＣＴＳ手順を用いて送信権の確保を行った場合、データフレームのコリジョン発生は回避できるが、データフレーム送出毎に同手順を用いるため、同手順によるオーバーヘッドが大きくなり、スループットが低下するといった問題がある。
【０００８】
また、データフレーム送出後、ＡＣＫコマンドを受信するまで送信権の開放を行わないことから、この間に受信した他のコマンド（たとえばＲＴＳ）を無視するために、送信権開放に時間がかかり、スループットの低下を招くといった問題もある。
【０００９】
そこで、本発明は、データ伝送を行うために必要な手順の繁雑化を抑制し、かつ送信権開放を迅速に実行し、スループットを向上させることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、信号送信にあたり予め無線媒体の状態を検出するキャリアセンスを行うとともに、データフレームの伝送に先立ち、送信要求信号および送信許可信号を送受信することによって送信権を確保する手順を実行し、上記手順の実行により送信権を確保した後に、通信相手からの受信確認応答を受けることなく複数のデータフレームを送信でき、上記送信権を確保した後に、上記通信相手から上記受信確認応答を受信すると、上記送信権を開放する無線通信装置が、上記手順の実行により送信権を確保した期間に伝送するデータフレーム数が、通信相手からの受信確認応答を受けることなく伝送できる上記データフレーム数に満たない場合に、最終データフレームの送信時に上記通信相手に受信確認応答の送信を要求するようにする。
また、信号送信にあたり予め無線媒体の状態を検出するキャリアセンスを行うとともに、データフレームの伝送に先立ち、送信要求信号と送信許可信号とを送受信することによって送信権を確保する無線通信装置が、通信相手による送信権の確保後に通信相手から送られた信号に基づいて受信確認応答を送信する際に、上記通信相手へのデータフレーム送信を要求する送信要求を上記受信確認応答と共に送信するようにする。
【００１１】
【発明の実施の形態および実施例】
本発明の実施の形態では、フレーム伝送を行う前にキャリアセンスによって伝送路の状態を確認した後、フレーム送出を行い、特にデータ伝送を行う場合に限り、キャリアセンスに加えて、ＲＴＳ／ＣＴＳ手順を用い、送信権の確保を行った後、受信確認応答を受けることなく伝送することができる数（以下最大アウトスタンディング数）のデータフレーム、もしくはアウトスタンディング数以下における最終データフレームの送出を行い、このデータフレームに対する受信確認応答を受信するまで送信権を継続的に確保するものである。
【００１２】
また、ＲＴＳに対する許可信号ＣＴＳを送出した局において、受信確認応答送出までの間、送信を禁止する。
【００１３】
また、データフレーム送出局において最終データフレーム送出後、受信確認応答を待機する時間経過しても応答がない場合に、データフレーム以外の応答要求信を送出し、この応答要求信号を受信した局において、受信確認応答フレームを送出し、あるいは、次いで送出すべきデータがある場合に、この受信確認応答フレームにＲＴＳを情報を含めて送出する。
【００１４】
そして、この２種類の意味をもつフレームを受信した前記データフレーム送出局において、受信確認応答から正しくデータフレーム受信が行われたことを確認し、このことが確認された場合、すぐにＣＴＳ信号を送出する。
【００１５】
以上のような形態により、複数のデータフレームの送出を一度のＲＴＳ／ＣＴＳ手順により行うことが可能となる。また、最終データフレーム送出後、正しく受信確認応答が得られなかった場合に、受信確認応答要求フレームを用いることで、短い時間で確認応答の要求を送出することも可能となり、さらに必要に応じて受信確認応答と送信権獲得要求ＲＴＳとを共用することにより、データ伝送を行うために必要な手順の繁雑化を抑制し、スループットを向上させるといった効果が得られる。
【００１６】
以下、本発明の具体的な実施例について説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施例による無線通信システムで用いられる無線通信装置の構成を示すブロック図である。
【００１８】
本実施例の無線通信システムは、非同期ＴＤＭＡ方式による無線データ通信を行うものであり、図１に示す無線通信装置は、アンテナを介して他の無線通信装置と無線データ伝送を行う無線部１０と、無線伝送するデータフレームの組み立て、分解を行うフレーム処理部１２と、コンピュータ等の情報処理端末２０を接続するためのインタフェース部１４と、本無線通信装置全体を制御するための制御部１６と、各種プログラムおよびデータ等を記憶する記憶部１８とを有するものである。
【００１９】
図２〜図５は、本実施例における具体的な通信動作手順を示すシーケンスチャートである。
【００２０】
図２において、信号１０１は、データフレーム送信権確保を行うためのＲＴＳ信号であり、信号１０２は、送信権を許可するためのＣＴＳ信号である。また、信号１０３は、受信確認応答を要求しない送信データフレームであり、信号１０４は、最大アウトスタンディング数となったフレーム、もしくは継続して送信すべきデータがないことを示す情報を含んだ最終データフレームである。
【００２１】
また、信号１０５は、受信確認応答信号であり、データフレームに含まれる送信順序番号と局２が有する受信順序番号とが一致し、正しく受信されたことを示す順序番号情報を含む。また、期間１０６は、局１において送信権を確保している時間を示し、期間１０７は、局２においてフレーム送信禁止となっている時間を示す。
【００２２】
図３において、期間２０１は確認応答待機時間を示し、信号２０２は確認応答待機時間２０１経過後、局２に対して応答を要求するための信号を示す。また、期間２０３は、局２においてフレーム送信禁止期間を開放するタイミングを示す。
【００２３】
図４において、信号３０１は、応答要求２０２を受信したときに局２において送出すべきデータがあった場合に送出される受信確認応答を含んだ送信要求信号であり、この信号には前述した同様順序番号１０５を含んでいる。また、信号３０２は、受信確認応答および送信要求信号に含まれる順序情報が正しいことを確認した後、送信権確保を許可するためのＣＴＳ信号であり、信号３０３は、１０３と同様のデータフレームを示す。
【００２４】
図５において、信号４０１は受信データフレームにおいて正しく受信されなかったフレーム順序番号を含む再送要求信号であり、信号４０２は、この再送要求信号４０１が正しく局１において受信されなかったために発生した応答要求信号である。
【００２５】
信号４０３は、再送要求信号に応じて再送されたデータフレームを示し、信号４０４は、この再送データフレームを正しく受信したことを示す受信確認応答信号と、次いで局２において送信すべきデータフレームが有るために発生した送信要求信号を示す。
【００２６】
図６、図７は、本実施例における具体的な制御動作を示すフローチャートであり、図６は局１の制御動作、図７は局２の制御動作を示している。以下、本実施例の具体的な制御動作について説明する。
【００２７】
まず、図２に示す基本的なシーケンス例について説明する。局１において送信すべきデータフレームがあると（Ｓ１）、送信禁止期間でないことを確認して（Ｓ２）、キャリアセンスを行い（Ｓ３）、キャリアが検出されなければ（Ｓ４）、局２に対し、送信要求信号ＲＴＳ１０１の送出を行う（Ｓ５）。
【００２８】
このＲＴＳ１０１を受信した局２は（Ｓ２１）、キャリアセンスを行い（Ｓ２２）、キャリアが検出されなければ（Ｓ２３）、送信権確保許可信号ＣＴＳ１０２を送出し（Ｓ２４）、データ送信禁止期間１０７に入り（Ｓ２５）、データフレーム受信を待機する。
【００２９】
このＣＴＳ１０２を、所定の応答待機時間経過前に受信した局１では（Ｓ６、Ｓ７）、送信権を確保し（Ｓ８）、次いで送信すべきデータフレームの送出を開始する（Ｓ９〜Ｓ１２）。局１において、最大アウトスタンディング数（たとえば８であり、この値は整数であれば幾つに設定することも可能である）を超える送信すべきデータフレーム数がある場合、最大アウトスタンディング数だけのデータフレーム１０４を送出し（Ｓ１１）、送信すべきデータブレームがこの値に満たない場合は（Ｓ９）、最終データフレームに受信確認応答要求を示す情報を載せて（Ｓ１０）、データフレーム１０４を送出する（Ｓ１１）。
【００３０】
一方、局２において、このデータフレーム１０４を受信すると（Ｓ２６）、受信順序番号とデータフレームに含まれる送信順序番号の比較を行い、受信されたデータフレームがすべて正しく受信されていることを確認すると（Ｓ２７）、受信確認応答１０５を送出し（Ｓ３６）、データ送信禁止期間の開放を行う（Ｓ３７）。この受信確認応答１０５を受信した局１では、この応答に含まれる順序情報が正しいことを確認後（Ｓ１４）、一旦送信権の開放を行い（Ｓ１８）、データフレーム送信動作を終了する。
【００３１】
次に、受信確認応答要求信号を含むデータフレーム１０４の送出後、確認応答待機時間２０１経過しても受信確認応答信号が受信されない場合について説明する。
【００３２】
局１において受信確認応答要求信号を含むデータフレーム１０４を送出すると（Ｓ１１）、確認応答待機時間計測タイマを起動し、受信確認応答信号受信を待機する（Ｓ１３、Ｓ１６）。一方、同データフレーム１０４を受信した局２では受信確認応答１０５を送出し（Ｓ３６）、データ送信禁止期間の開放２０３を行い（Ｓ３７）、データフレーム受信動作を完了する。
【００３３】
しかし、図３に示すように、受信確認応答が何らかの要因により正しく受信されなかった場合、局１では確認応答待機時間２０１がタイムアウトとなる（Ｓ１６）。この時間が経過した局１では、局２に対し受信確認応答要求信号２０２の送出を行い（Ｓ１７）、再度確認応答待機時間計測タイマをスタートする（Ｓ１３）。
【００３４】
一方、受信確認応答要求信号２０２を受信した局２では、この信号に対する応答信号の送出のみを行う（Ｓ３６）。そしてこの確認応答を局１が受信すると、その内容が正しいことを確認した後（Ｓ１４）、送信権の開放を行う（Ｓ１８）。
【００３５】
また、同様の手順において、図４に示すように、局２において送信すべきデータフレームがある場合の動作について説明を行う。
【００３６】
図３と同様、受信確認応答１０５が局１で正しく受信されなかった場合、局１から受信確認応答要求信号２０２が送出される（Ｓ１７）。これを受けた局２では、既にフレーム送信禁止期間の開放を行っていることから、送信データフレームがあれば（Ｓ３４）、確認応答の情報を含んだ送信要求信号３０１の送出を行う（Ｓ３５）。
【００３７】
この信号を受信した局１では、受信確認に必要な情報を用いて正しく受信されたことを確認した後、送信権確保許可ＣＴＳ３０２を送出し、送信権の開放を行った後、フレーム送信禁止期間に移行し、データフレームの受信を待機する。
【００３８】
一方、送信権確保許可ＣＴＳ３０２を受信した局２では、送信権確保を行い、データフレーム３０３の送出を開始する。
【００３９】
次に、図５に示す再送手順を含んだ送信権確保動作について説明する。
【００４０】
局２において受信したデータフレームの一部が破損した場合、局１から送出される最終データフレーム１０４の受信後（Ｓ２９）、再送要求４０１を送出し（Ｓ３１〜Ｓ３３）、再送データフレームの受信を待機する（Ｓ２６）。
【００４１】
この再送要求４０１が局１において正しく受信されて場合は、そのデータフレームの再送を行うが、図５に示すように、この再送要求４０１が正しく受信されなかった場合、局１より受信確認応答要求４０２が送出される（Ｓ１７）。
【００４２】
この要求信号４０２を受信した局２では、再度、再送要求４０１を送出し、再送データフレームの受信を待機する。この再送要求４０１を受信した局１では、このフレーム４０１に含まれる情報に従ってデータフレーム４０３の再送を行い、受信確認応答を待機する。
【００４３】
局２において再送データフレーム４０３が正しく受信され、さらに局２において送信すべきデータフレームがある場合には、前述と同様、確認応答の情報を含んだ送信要求信号４０４の送出を行い（Ｓ３５）、フレーム送信禁止期間の開放を行い（Ｓ３７）、送信権確保許可信号受信を待機する。
【００４４】
この信号を受信した局１では、やはり前述と同様の手順により確認をした後、送信権確保許可ＣＴＳを送出し、フレーム送信禁止期間に移行する。
【００４５】
なお、以上の実施例の動作において、各フレームの送信はすぐに行っているように説明しているが、各フレーム送信にあたり、必ずキャリアセンス手順は含まれており、仮にフレーム送出時にキャリアが検出された場合、送信動作は一時中断される。
【００４６】
したがって、コマンドフレームの送出では、このキャリアセンスにより同じタイミングでの送信以外ではコリジョンを回避でき、さらにデータフレームにおいても、希望相手通信局以外の局が存在した場合でもコリジョンを回避できる。
【００４７】
また、以上のような制御動作は、予め記憶部１８に格納された制御プログラムに基づいて制御部１６により実行するものとしたが、同様の制御プログラムをフロッピディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、メモリカード等の各種記憶媒体に記憶させておき、これを無線通信装置にロードして制御部１６により実行するようにしたものであってもよい。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数のデータフレームの送信を一度の送信権確保手順により行うことが可能となるので、データ伝送を行うために必要な手順の繁雑化を抑制でき、スループットを向上することができる。
【００４９】
さらに、送信権を確保した期間に伝送するデータフレーム数が、通信相手からの受信確認応答を受けることなく伝送できる上記データフレーム数に満たない場合に、送信権の開放に使われる受信確認応答の送信を最終データフレームの送信時に通信相手に要求するので、短い時間で受信確認応答の送信を要求でき、送信権開放を迅速に実行し、スループットを向上させることができる。
【００５０】
また、通信相手に受信確認応答を送信する際に、通信相手へのデータフレーム送信を要求する送信要求を受信確認応答と共に送信することにより、スループットを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例による無線通信システムで用いられる無線通信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】  同実施例における具体的な通信動作手順を示すシーケンスチャートである。
【図３】  同実施例における具体的な通信動作手順を示すシーケンスチャートである。
【図４】  同実施例における具体的な通信動作手順を示すシーケンスチャートである。
【図５】  同実施例における具体的な通信動作手順を示すシーケンスチャートである。
【図６】  同実施例における具体的な制御動作を示すフローチャートである。
【図７】  同実施例における具体的な制御動作を示すフローチャートである。
【図１】
0003658224.tif 000002
【図２】
0003658224.tif 000003
【図３】
0003658224.tif 000004
【図４】
0003658224.tif 000005
【図５】
0003658224.tif 000006
【図６】
0003658224.tif 000007
【図７】
0003658224.tif 000008