(57)【要約】【課題】隠れ端末同士の通信において、優先順位が高く設定されるデータの遅延を抑えつつ衝突による伝送信号の損失を減らす。【解決手段】本実施形態では、通信端末に優先順位(端末優先順位)を設定するだけでなく、送信しようとするデータにも優先順位(データ優先順位)を設定し、データ優先順位を端末優先順位よりも優先している。つまり、端末優先順位が相対的に高い幹線制御端末Ｂと、端末優先順位が相対的に低い住戸端末Ａとが送信待ちの状態にあるとき、住戸端末Ａのデータ優先順位の方が幹線制御端末Ｂのデータ優先順位よりも高ければ、住戸端末Ａが先に送信できるようにする。【選択図】        図１
2014068148.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の通信端末が、キャリア検知多重アクセス制御方式により、伝送媒体を介して伝送パケットを送受信し、
送信元の前記通信端末は、データを送信する前に、送信先の前記通信端末へ送信要求パケットを送信し、送信先の前記通信端末は、前記送信要求パケットを受信すると受信準備完了パケットを送信元の前記通信端末へ返信し、送信元の前記通信端末は、前記受信準備完了パケットを受信したら前記データを含むデータパケットを送信先の前記通信端末へ送信する通信システムであって、
前記各通信端末は、それぞれの前記通信端末に設定された端末優先順位と、前記データの種別毎に設定されたデータ優先順位と、パケット送信優先順位に対応して設定されたパケット送信間隔および最大バックオフ時間とを記憶し、前記データパケットの送信が完了した時点から前記パケット送信間隔をカウントし、前記パケット送信間隔に続いて前記最大バックオフ時間内でランダムに発生するバックオフ時間をカウントし、前記バックオフ時間のカウントが終了した後に前記データパケットを送信してなり、
前記パケット送信優先順位は、前記データ優先順位が高いほど高く、且つ前記データ優先順位が等しい場合は前記端末優先順位が高いほど高く設定され、
前記パケット送信間隔は、前記端末優先順位および前記データ優先順位が最も高い場合に最小値に設定され、前記端末優先順位および前記データ優先順位が２番目に高い場合に、前記最小値および前記最大バックオフ時間と前記送信要求パケットのパケット長と短パケット間隔とを合計した時間以上に設定されることを特徴とする通信システム。
【請求項２】
送信元の前記通信端末から送信される前記データパケットを送信先の前記通信端末へ中継する中継器を備え、前記中継器は、自己の優先順位を含む前記端末優先順位と、前記データ優先順位と、前記パケット送信間隔および前記最大バックオフ時間とを記憶し、前記中継器の優先順位は、前記端末優先順位の中で最も高い順位に設定されることを特徴とする請求項１記載の通信システム。
【請求項３】
前記端末優先順位は、前記データパケットの単位時間当たりの送信数が多いほど高い順位に設定されることを特徴とする請求項１又は２記載の通信システム。
【請求項４】
前記端末優先順位は、前記データ優先順位の高いデータを含む前記データパケットの単位時間当たりの送信数が多いほど高い順位に設定されることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の通信システム。
【請求項５】
前記各通信端末が記憶する前記パケット送信間隔および前記最大バックオフ時間は、送信元の前記通信端末から送信される前記データパケットを送信先の前記通信端末へ中継する中継器の存否に応じた値に設定されることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の通信システム。
【請求項６】
前記各通信端末は、前記中継器の存否を判断する判断手段を有し、前記判断手段の判断結果に基づいて、前記パケット送信間隔および前記最大バックオフ時間を変更することを特徴とする請求項５記載の通信システム。
【請求項７】
前記判断手段は、前記中継器が定期的に同報通信するパケットを受信した場合に前記中継器が存在すると判断することを特徴とする請求項６記載の通信システム。
【請求項８】
複数の前記通信端末のうちの特定の前記通信端末は、前記中継器の存否を判断する判断手段を有し、前記判断手段の判断結果に基づいて、前記パケット送信間隔および前記最大バックオフ時間を変更し、且つ前記判断結果を通知するためのパケットを前記特定の通信端末を除く前記各通信端末へ送信し、
前記特定の通信端末を除く前記各通信端末は、前記パケットを受信して取得する前記判断結果に基づいて、前記パケット送信間隔および前記最大バックオフ時間を変更することを特徴とする請求項６記載の通信システム。
【請求項９】
複数の前記中継器が存在する場合、前記各通信端末は、複数の前記中継器によって区切られた複数のセグメントのうちの何れのセグメントに属するかに応じて、前記パケット送信間隔および前記最大バックオフ時間を変更することを特徴とする請求項５〜８の何れか１項に記載の通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の通信端末同士が伝送信号を送受信する通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ローカルエリアネットワーク(ＬＡＮ)においては、複数の通信端末が伝送媒体を共用するために、キャリア検知多重アクセス(ＣＳＭＡ)と呼ばれるアクセス制御方式が採用される。また、一部の通信端末が伝送媒体を共用しない場合、例えば、複数の通信端末が中継器を介して通信する場合においては、互いに相手の通信端末が送信する伝送信号のキャリアを検知できず、中継器において高い確率で伝送信号の衝突が生じてしまう。
【０００３】
また、電波を伝送媒体とする無線ＬＡＮにおいては、電波の届かない通信端末同士が同時にデータを送信してパケットが衝突する「隠れ端末問題」の発生を防ぐため、RTS/CTS方式と呼ばれるアクセス制御方式が採用されることがある。例えば、通信端末Ａが通信端末Ｂにデータを送信したいが、障害物が存在するために通信端末Ａの電波が届かない通信端末Ｃが存在すると仮定する。通信端末Ａはデータを送信する前に，送信相手である通信端末ＢにRTS(request to send：送信要求)パケットを送信する。RTSパケットを受信した通信端末ＢはCTS(clear to send：受信準備完了)パケットを通信端末Ａに返信する。通信端末Ｃは、通信端末Ｂからの電波は届くため、CTSパケットを傍受したらデータの送信を延期する。これにより、互いに隠れ端末となる通信端末Ａ，Ｃから送信されるパケットの衝突を回避することができる。
【０００４】
しかしながら、通信端末ＡがRTSパケットの送信を開始してから通信端末ＢがCTSパケットの返信を開始するまでの間に、通信端末ＣがRTSパケットを送信してしまうと、通信端末Ａが送信しているRTSパケットと、通信端末Ｃが送信するRTSパケットとが衝突する可能性がある。
【０００５】
これに対して特許文献１記載の従来例では、優先順位が上位となる通信局のパケット間隔と下位の通信局のパケット間隔の差を、RTSパケットを送信開始してからCTSパケットを受信完了するまでの所要時間以上となるように設定している。優先順位が下位となる自局は、自己にとって隠れ端末となる通信局から先にRTSパケットが送信された場合であっても、これに応答したCTSパケットを受信することができるから、正しく衝突を回避することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−４１６２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１記載の従来例では、優先順位が設定されるのは通信局(通信端末)に対してのみであるので、伝送信号に含まれるデータの種別に優先順位を付けたい場合に、優先順位の高い通信局の送信が優先されて、優先順位の低い通信局の遅延(データ送信の遅延)が大きくなるという問題があった。なお、データの種別に優先順位を付ける場合として、例えば、映像や音声のデータを制御コマンドよりも遅延時間を抑えるために優先順位を高くしたい場合などがある。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、隠れ端末同士の通信において、優先順位が高く設定されるデータの遅延を抑えつつ衝突による伝送パケットの損失を減らすことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の通信システムは、複数の通信端末が、キャリア検知多重アクセス制御方式により、伝送媒体を介して伝送パケットを送受信し、送信元の前記通信端末は、データを送信する前に、送信先の前記通信端末へ送信要求パケットを送信し、送信先の前記通信端末は、前記送信要求パケットを受信すると受信準備完了パケットを送信元の前記通信端末へ返信し、送信元の前記通信端末は、前記受信準備完了パケットを受信したら前記データを含むデータパケットを送信先の前記通信端末へ送信する通信システムであって、前記各通信端末は、それぞれの前記通信端末に設定された端末優先順位と、前記データの種別毎に設定されたデータ優先順位と、パケット送信優先順位に対応して設定されたパケット送信間隔および最大バックオフ時間とを記憶し、前記データパケットの送信が完了した時点から前記パケット送信間隔をカウントし、前記パケット送信間隔に続いて前記最大バックオフ時間内でランダムに発生するバックオフ時間をカウントし、前記バックオフ時間のカウントが終了した後に前記データパケットを送信してなり、前記パケット送信優先順位は、前記データ優先順位が高いほど高く、且つ前記データ優先順位が等しい場合は前記端末優先順位が高いほど高く設定され、前記パケット送信間隔は、前記端末優先順位および前記データ優先順位が最も高い場合に最小値に設定され、前記端末優先順位および前記データ優先順位が２番目に高い場合に、前記最小値および前記最大バックオフ時間と前記送信要求パケットのパケット長と短パケット間隔とを合計した時間以上に設定されることを特徴とする。
【００１０】
この通信システムにおいて、送信元の前記通信端末から送信される前記データパケットを送信先の前記通信端末へ中継する中継器を備え、前記中継器は、自己の優先順位を含む前記端末優先順位と、前記データ優先順位と、前記パケット送信間隔および前記最大バックオフ時間とを記憶し、前記中継器の優先順位は、前記端末優先順位の中で最も高い順位に設定されることが好ましい。
【００１１】
この通信システムにおいて、前記端末優先順位は、前記データパケットの単位時間当たりの送信数が多いほど高い順位に設定されることが好ましい。
【００１２】
この通信システムにおいて、前記端末優先順位は、前記データ優先順位の高いデータを含む前記データパケットの単位時間当たりの送信数が多いほど高い順位に設定されることが好ましい。
【００１３】
この通信システムにおいて、前記各通信端末が記憶する前記パケット送信間隔および前記最大バックオフ時間は、送信元の前記通信端末から送信される前記データパケットを送信先の前記通信端末へ中継する中継器の存否に応じた値に設定されることが好ましい。
【００１４】
この通信システムにおいて、前記各通信端末は、前記中継器の存否を判断する判断手段を有し、前記判断手段の判断結果に基づいて、前記パケット送信間隔および前記最大バックオフ時間を変更することが好ましい。
【００１５】
この通信システムにおいて、前記判断手段は、前記中継器が定期的に同報通信するパケットを受信した場合に前記中継器が存在すると判断することが好ましい。
【００１６】
この通信システムにおいて、複数の前記通信端末のうちの特定の前記通信端末は、前記中継器の存否を判断する判断手段を有し、前記判断手段の判断結果に基づいて、前記パケット送信間隔および前記最大バックオフ時間を変更し、且つ前記判断結果を通知するためのパケットを前記特定の通信端末を除く前記各通信端末へ送信し、前記特定の通信端末を除く前記各通信端末は、前記パケットを受信して取得する前記判断結果に基づいて、前記パケット送信間隔および前記最大バックオフ時間を変更することが好ましい。
【００１７】
この通信システムにおいて、複数の前記中継器が存在する場合、前記各通信端末は、複数の前記中継器によって区切られた複数のセグメントのうちの何れのセグメントに属するかに応じて、前記パケット送信間隔および前記最大バックオフ時間を変更することが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の通信システムは、端末優先順位とデータ優先順位の双方に応じてフレーム送信間隔及びバックオフ時間を設定しているので、隠れ端末同士の通信において、データ優先順位の高いデータの遅延を抑えつつ衝突による伝送パケットの損失を減らすことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る通信システムの実施形態(集合住宅用インターホンシステム)を示すシステム構成図である。
【図２】(ａ)，(ｂ)は同上の動作説明用のタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の技術思想を集合住宅用インターホンシステムに適用した実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明の技術思想が適用可能な通信システムは集合住宅用インターホンシステムに限定されるものではなく、集合住宅用インターホンシステム以外の通信システムにも適用可能である。また、伝送媒体は金属導体からなる通信線に限定されず、電波などの無線媒体であっても構わない。
【００２１】
本実施形態の集合住宅用インターホンシステムは、図１に示すように集合住宅の共用玄関(ロビー)に設置された共用部端末(ロビーインターホン)Ｃと、集合住宅の各住戸内に設置された住戸端末Ａと、幹線制御端末Ｂと、中継器Ｅとを有している。なお、住戸端末Ａ並びに幹線制御端末Ｂは、何れも本発明における通信端末に相当する。
【００２２】
複数の住戸端末ＡとロビーインターホンＣとは、幹線制御端末Ｂを介して通信路で接続されている。通信路は、ロビーインターホンＣと幹線制御端末Ｂを接続する共用部幹線LCと、一端が幹線制御端末Ｂに接続されて他端が終端器(図示せず)で終端された主幹線LAと、主幹線LAに増設(分岐)される複数の副幹線LB1，LB2，…，LBnと、分岐器Ｄによって副幹線LBi(i=1,2,…,n)から分岐される複数の住戸線LDとからなる。なお、通信路は平衡２線式の通信ケーブルで構成されている。
【００２３】
ロビーインターホンＣは、来訪者を撮像する撮像装置、マイクロホン及びスピーカ、来訪者が訪問先の住戸の住戸番号を入力するためのテンキースイッチ又はタッチパネル、音声や映像を通信路を通じてパケット伝送する伝送部などを具備している。ロビーインターホンＣでは、テンキースイッチ又はタッチパネルが操作されて何れかの住戸の住戸番号の操作入力を受け付けると、データフィールドに当該住戸番号を格納したパケット、並びに撮像装置で撮像した来訪者の映像(映像情報)をデータフィールドに格納したパケットを伝送部より共用部幹線LCを介して幹線制御端末Ｂのアドレス宛に送信(パケット伝送)する。
【００２４】
幹線制御端末Ｂは、各住戸の住戸端末Ａに割り当てられているアドレスと当該住戸の住戸番号との対応関係を記憶している。そして、幹線制御端末Ｂは、ロビーインターホンＣから受け取ったパケットのデータフィールドに格納されている住戸番号を前記対応関係と照合してアドレスに変換し、当該アドレスを宛先アドレスフィールドに格納し且つロビーインターホンＣからの呼出を通知するための呼出コマンドをデータフィールドに格納したパケット並びに前記映像情報をデータフィールドに格納したパケットを主幹線LAに送出する。
【００２５】
住戸端末Ａは、制御部１、伝送処理部２、通話処理部３、マイクロホン４、スピーカ５、A/D変換器６、D/A変換器７、映像処理部８、表示部９、操作入力受付部10などを備えている。マイクロホン４で集音される音声が電気信号(音声信号)に変換され、マイクロホン４から出力されるアナログの音声信号(送話音声信号)がA/D変換器６でディジタルの音声信号(送話音声データ)に変換されて通話処理部３に入力される。また、通話処理部３から出力されるディジタルの音声信号(受話音声データ)がD/A変換器７でアナログの音声信号(受話音声信号)に変換される。D/A変換器７から出力されるアナログの受話音声信号はスピーカ５に入力され、スピーカ５から音声(受話音声)が鳴動される。
【００２６】
通話処理部３は、音声スイッチやエコーキャンセラなどを具備し、伝送処理部２から入力される受話音声信号及びA/D変換器６から入力される送話音声信号を信号処理することでハウリングやエコーを抑制して良好なハンズフリー通話を実現するものである。なお、通話処理部３で処理された送話音声信号が伝送処理部２に出力される。
【００２７】
表示部９は液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどの表示デバイスと、表示デバイスを駆動して映像を表示させる駆動回路とを有する(何れも図示せず)。映像処理部８は、伝送処理部２から出力される映像信号(映像データ)から元の映像を再構成し、再構成した映像を表示部９に表示させる。
【００２８】
制御部１は、CPUやメモリなどのハードウェアと、CPUで実行される種々のプログラム(ソフトウェア)とで構成される。操作入力受付部10は、タッチパネルや押釦スイッチなどの入力デバイスを有し、入力デバイスが操作されることで種々の操作入力を受け付けるとともに、それぞれの操作入力に応じた操作信号を制御部１に出力する。例えば、住戸端末Ａのハウジング前面に応答釦(図示せず)が設けられており、この応答釦が押操作されると、操作入力受付部10で操作入力が受け付けられて応答の操作信号が出力される。制御部１では、操作入力受付部10から操作信号が入力されると、それぞれの操作信号に応じた処理(後述する)を実行する。
【００２９】
伝送処理部２は、幹線制御端末Ｂや他の住戸端末Ａとの間で通信路を介したパケット伝送を行うものである。伝送処理部２は、制御部１で作成される制御信号(制御データ)を分割してパケット(制御パケット)を作成し、同じく通話処理部３で作成される送話音声信号(送話音声データ)を分割してパケット(音声パケット)を作成する。ただし、制御パケットや音声パケットは、分割された制御データや音声データをデータフィールドに格納したパケット(データパケット)を意味する。
【００３０】
さらに伝送処理部２は、制御パケットや音声パケットを符号化するとともに符号化されたビット列を電気信号に変換(変調)して住戸線LDに流す。また伝送処理部２は、住戸線LDに流れる電気信号をビット列に変換(復調)するとともに復調されたビット列からパケット(音声パケット、制御パケット、映像パケット)を復号化する。なお、伝送処理部２では、復号化したパケットのアドレスが自己のアドレス(住戸端末Ａのアドレス)に一致しない場合は当該パケットを破棄し、アドレスが一致する場合は当該パケットのデータフィールドに含まれるデータを復号化する。そして、復号化したデータが映像データ(映像信号)であれば映像処理部８に出力され、制御データ(制御信号)であれば制御部１に出力され、音声データ(音声信号)であれば通話処理部３に出力される。
【００３１】
中継器Ｅは、一対の接続端子30，31、変復調部32、中継処理部33、受信部34，35、送信部36，37などを備える。一方の接続端子30には幹線制御端末Ｂ側(以下、上流側と呼ぶ。)の主幹線LAが接続され、他方の接続端子31には終端器側(以下、下流側と呼ぶ。)の主幹線LAが接続される。中継処理部33は、上流側の主幹線LAから受信する通信信号の送信元アドレスを自己のアドレスに書き換えて下流側の主幹線LAに送出(中継)し、下流側の主幹線LAから受信する通信信号の送信元アドレスを自己のアドレスから幹線制御端末Ｂ又は上流側の住戸端末Ａのアドレスに書き換えて上流側の主幹線LAに送出(中継)する。変復調部32は、受信端Rxに受信する通信信号をディジタル復調して中継処理部33に出力するとともに、中継処理部33から出力されるパケットをディジタル変調した通信信号を送信端Txより送信する。受信部34，37は、それぞれ接続端子30，31と変復調部32の受信端Rxとの間に挿入されるアンプからなり、送信部35，36は、それぞれ接続端子30，31と変復調部32の送信端Txとの間に挿入されるアンプからなる。つまり、上流側の接続端子30から流入する通信信号は、受信部34で受信(増幅)されて変復調部32及び中継処理部33で中継処理された後に送信部36で送信(増幅)されて下流側の接続端子31から送出される。同様に、下流側の接続端子31から流入する通信信号は、受信部37で受信(増幅)されて変復調部32及び中継処理部33で中継処理された後に送信部35で送信(増幅)されて上流側の接続端子30から送出される。
【００３２】
而して、主幹線LAに流れる通信信号が中継器Ｅで中継されることで伝送損失などが改善されるので、中継器Ｅを用いない場合と比較して、主幹線LAの配線長を延ばしたり、主幹線LAに接続可能な系統増設器Ｆの台数を増やすことができる。また、本実施形態における中継器Ｅは、上流側と下流側で変復調部32を共用することで小型化が図られており、狭い場所にも容易に設置可能となっている。
【００３３】
次に、住戸端末ＡとロビーインターホンＣとの間で行われるインターホン通話について説明する。ロビーインターホンＣでは、来訪者がテンキースイッチ又はタッチパネルを操作して何れかの住戸の住戸番号の操作入力を受け付けると、データフィールドに当該住戸番号を格納したパケット、並びに撮像装置で撮像した来訪者の映像(映像データ)をデータフィールドに格納したパケットを伝送部より共用部幹線LCを介して幹線制御端末Ｂのアドレス宛に送信(パケット伝送)する。幹線制御端末Ｂは、ロビーインターホンＣからの呼出を通知するための呼出コマンドをデータフィールドに格納した制御パケット並びに前記映像データをデータフィールドに格納した映像パケットを主幹線LAに送出する。
【００３４】
前記住戸番号の住戸に設置されている住戸端末Ａでは、主幹線LA及び副幹線LBi，住戸線LDを介して伝送処理部２で制御パケット及び映像パケットを受信すると、制御パケットのデータフィールドに格納されている呼出コマンド(制御信号)を制御部１に出力するとともに、映像パケットのデータフィールドに格納されている映像データを映像処理部８に出力する。制御部１は、呼出コマンドを受け取るとスピーカ５から呼出音を鳴動させる。また映像処理部８は、伝送処理部２から受け取った映像信号を処理して表示部９に来訪者の映像を表示させる。そして、呼出音を聞いた住人が住戸端末Ａの表示部９に表示されている来訪者の映像を確認した後、応答釦を操作すると、操作入力受付部10から応答釦の操作入力に対応する操作信号が出力される。当該操作信号を受け取った制御部１が通話処理部３を起動し、マイクロホン４から出力される音声信号(送話音声信号)が伝送処理部２からパケット伝送される。その結果、住戸の住人と来訪者が住戸端末Ａ及びロビーインターホンＣを用いてインターホン通話することができる。
【００３５】
そして、インターホン通話中に住戸端末Ａの応答釦が押操作され、操作入力受付部10から制御部１に操作信号が出力されると、制御部１が通話処理部３や映像処理部８並びに伝送処理部２を停止させてインターホン通話が終了する。但し、応答釦が押操作されない場合であっても、通話開始から所定時間(例えば、数分)が経過した時点で、制御部１が通話処理部３や映像処理部８並びに伝送処理部２を停止させてインターホン通話を終了させる。なお、呼出先の住戸端末Ａが中継器Ｅの下流側に存在する場合、中継器ＥがロビーインターホンＣと住戸端末Ａとの間のパケット伝送を中継する。また、本実施形態では異なる住戸の住戸端末Ａ同士の間でも幹線制御端末Ｂを介してインターホン通話を行うことができるが、基本的にロビーインターホンＣとの間のインターホン通話と共通の手順で行われるので、説明を省略する。
【００３６】
ところで、本実施形態では、複数の通信端末(住戸端末Ａ、幹線制御端末Ｂ、中継器Ｅ)が通信路(主幹線LA及び副幹線LBi)を共用している。したがって、伝送信号(パケット)の衝突を回避するため、各通信端末が、キャリア検知多重アクセス制御方式でパケット伝送を行っている。また、幹線制御端末Ｂからみれば中継器Ｅは住戸端末Ａと同じ通信端末に相当し、中継器Ｅの下流側に接続される住戸端末Ａ及び通信路は、中継器Ｅを介さずに幹線制御端末Ｂに接続される住戸端末Ａ群のセグメント(ネットワーク)とは別のセグメントとみなされる。故に、中継器Ｅの上流側のセグメント(第１セグメントと呼ぶ。)に属する通信端末(住戸端末Ａ及び幹線制御端末Ｂ)と、中継器Ｅの下流側のセグメント(第２セグメントと呼ぶ。)に属する通信端末(住戸端末Ａ)とが、互いに「隠れ端末」となる可能性が高い(ただし、中継器Ｅは両方のセグメントに属する。)。したがって、従来技術で説明した「隠れ端末問題」に対処するため、各通信端末は、アクセス制御方式としてRTS/CTS方式を採用している。
【００３７】
次に、第２セグメントに属する住戸端末ＡとロビーインターホンＣとの間でインターホン通話が行われる場合を考える。ロビーインターホンＣから住戸端末Ａへ音声データ及び映像データを送信する際、幹線制御端末Ｂが中継器ＥへRTSパケットを送信し、中継器Ｅから返信されるCTSパケットを受信した後に映像データや音声データを含むデータパケットを中継器Ｅへ送信する。そして、中継器Ｅは、幹線制御端末Ｂから受け取ったデータパケットを住戸端末Ａに送信(中継)する。一方、住戸端末ＡからロビーインターホンＣへ音声データを送信する際は、住戸端末Ａから中継器ＥへRTSパケットを送信し、中継器Ｅから送信されるCTSパケットを受信した後に音声データを含むデータパケットを中継器Ｅへ送信する。そして、中継器Ｅは、住戸端末Ａから受け取ったデータパケットを幹線制御端末Ｂに送信(中継)する。
【００３８】
この場合、第１セグメントに属する他の住戸端末Ａや幹線制御端末Ｂは、中継器Ｅから送信されるCTSパケットを受信し、送信を停止して待機することができるが、第２セグメントの通信路に伝送されるRTSパケットを受信できない。このため、第２セグメントに属する住戸端末ＡがRTSパケットを送信開始してから、中継器ＥがCTSパケットを返信開始するまでの時間に、第１セグメントに属する住戸端末Ａや幹線制御端末Ｂがデータパケットの送信を開始してしまう可能性がある。特に、通信頻度の高い状況では、第１セグメントと第２セグメントのRTSパケット同士が中継器Ｅにおいて衝突し、通信エラーを生じる虞がある。
【００３９】
そこで、特許文献１記載の従来例と同様に、通信端末に優先順位を設定した場合を考える。例えば、幹線制御端末Ｂの優先順位を住戸端末Ａの優先順位よりも高くした場合、フレーム送信間隔(AIFS:Arbitration Inter Frame Spase)とバックオフ時間Ｔboは、何れも幹線制御端末Ｂの方が住戸端末Ａよりも短く設定される。なお、フレーム送信間隔は、本発明におけるパケット送信間隔と同義である。
【００４０】
図２(ａ)に示すように幹線制御端末Ｂと住戸端末Ａがそれぞれ送信待ちの状態にあり、他の通信端末のパケット送信が完了した時点t0から同時にフレーム送信間隔のカウントを開始したとする。この場合、幹線制御端末Ｂが住戸端末Ａよりも先にフレーム送信間隔及びバックオフ時間Ｔboのカウントを完了するので、幹線制御端末Ｂから送信先の通信端末(中継器Ｅ)へRTSパケットが送信され、中継器Ｅから幹線制御端末ＢへCTSパケットが返信される。そして、CTSパケットを受信した幹線制御端末Ｂから中継器Ｅへデータパケットが送信される。このとき、住戸端末Ａがフレーム送信間隔AIFS及びバックオフ時間Ｔboのカウントを完了するタイミングと、幹線制御端末Ｂから中継器Ｅへのデータパケットの送信期間とが重なれば、住戸端末ＡはRTSパケットを送信できない。そして、幹線制御端末Ｂがデータパケットの送信を継続すると、どのような種類のデータパケットであっても、その間、住戸端末Ａがデータを送信できないことになる。
【００４１】
そこで本実施形態では、通信端末に優先順位(端末優先順位)を設定するだけでなく、送信しようとするデータにも優先順位(データ優先順位)を設定し、データ優先順位を端末優先順位よりも優先している。つまり、端末優先順位が相対的に高い幹線制御端末Ｂと、端末優先順位が相対的に低い住戸端末Ａとが送信待ちの状態にあるとき、住戸端末Ａのデータ優先順位の方が幹線制御端末Ｂのデータ優先順位よりも高ければ、住戸端末Ａが先に送信できるようにする。
【００４２】
例えば、本実施形態では、中継器Ｅに１位の端末優先順位が設定され、幹線制御端末Ｂに２位の端末優先順位が設定され、各住戸端末Ａに３位の端末優先順位が設定される。また、音声パケットに１位のデータ優先順位が設定され、映像パケットに２位のデータ優先順位が設定される。さらに、インターホン通話(ロビーインターホンＣと住戸端末Ａの間の通話、若しくは２台の住戸端末Ａ同士の通話)のセッションを開始する際に使用されるセッション開始プロトコル(SIP:Session Initiation Protocol)のコマンド(リクエストとレスポンス)に３位のデータ優先順位が設定される。なお、これら以外の制御コマンドなどのデータ(ベストエフォートデータ)に４位のデータ優先順位が設定される。ただし、データ優先順位はアクセスカテゴリ(AC)とも呼ばれ、各通信端末では、上位レイヤからのパケットを上記４種類のアクセスカテゴリAC1，AC2，AC3，AC4に分類し、各アクセスカテゴリ毎の送信キューに格納する。
【００４３】
分類された４つのアクセスカテゴリACi(i=1，2，3，4)毎に、フレーム送信間隔AIFS、最小コンテンションウィンドウ値CWmin、最大コンテンションウィンドウ値CWmaxが設定される。バックオフ時間Tboは、下記の式１に示すようにスロット時間と呼ばれる単位時間Tsに、整数からなる乱数を乗算することで決定される。ただし、乱数は、最小コンテンションウィンドウ値CWminからスタートし、パケットロスによる再送が生じた場合、最大コンテンションウィンドウ値CWmaxを上限として段階的に増加する。
【００４４】
Tbo=Ts×Rand(1，N)…(１)
ただし、NはCWminからCWmaxまでの整数を表し、Ran(1，N)は、１からＮまでの間で発生させた乱数(整数)を表す。
【００４５】
例えば、端末優先順位が１位の通信端末(幹線制御端末Ｂ)において、アクセスカテゴリが１位(AC1)の音声パケットのフレーム送信間隔AIFSが最小値、例えば、１スロット(スロット時間の１倍)に設定される。また、幹線制御端末Ｂの音声パケットのバックオフ時間Tboは１スロット(最小コンテンションウィンドウ値CWminが１)に設定される(図２(ｂ)参照)。
【００４６】
一方、端末優先順位が２位の通信端末(住戸端末Ａ)において、アクセスカテゴリが１位の音声パケットのフレーム送信間隔AIFSは、幹線制御端末Ｂの音声パケットのフレーム送信間隔及びバックオフ時間Tboの合計と、RTSパケット及び最小待ち時間間隔(SIFS:Short Inter Frame Space)の合計とを足し合わせた時間以上の時間に設定される(図２(ｂ)参照)。
【００４７】
さらに、幹線制御端末Ｂにおいて、アクセスカテゴリが２位(AC2)の映像パケットのフレーム送信間隔AIFSは、住戸端末Ａの音声パケットのフレーム送信間隔及びバックオフ時間Tboの合計と、RTSパケットのパケット長及び最小待ち時間間隔(短パケット間隔)SIFSの合計とを足し合わせた時間以上の時間に設定される(図２(ｂ)参照)。
【００４８】
ここで、図２(ｂ)に示すように、幹線制御端末Ｂの送信キューに音声パケットと映像パケットが格納され、住戸端末Ａの送信キューに音声パケットが格納されていると仮定する。幹線制御端末Ｂ及び住戸端末Ａは、他の通信端末のパケット送信が完了した時点t0から同時にフレーム送信間隔のカウントを開始する。そして、幹線制御端末Ｂの音声パケットに対応するフレーム送信間隔及びバックオフ時間Tboが最初にカウントアップするので、幹線制御端末Ｂが音声パケットの送信先の通信端末へRTSパケットを送信する。次に、幹線制御端末Ｂの映像パケットではなく、住戸端末Ａの音声パケットに対応するフレーム送信間隔及びバックオフ時間Tboが２番目にカウントアップするので、住戸端末Ａが音声パケットの送信先の通信端末へRTSパケットを送信する。続いて、幹線制御端末Ｂの映像パケットに対応するフレーム送信間隔及びバックオフ時間Tboが３番目にカウントアップするので、幹線制御端末Ｂが映像パケットの送信先の通信端末へRTSパケットを送信する。
【００４９】
既に説明したように端末優先順位のみでフレーム送信間隔や最大バックオフ時間を決定すると、アクセスカテゴリ毎に優先順位を付けたい場合に、端末優先順位の高い通信端末の送信が優先されて、端末優先順位の低い通信端末の遅延が大きくなるという問題がある。これに対して本実施形態では、データ優先順位が高いほど高く、且つデータ優先順位が等しい場合は端末優先順位が高いほど高く設定されるパケット送信優先順位に応じてフレーム送信間隔及び最大バックオフ時間を設定している。そのため、隠れ端末同士の通信において、アクセスカテゴリの高いデータ(音声や映像)の遅延を抑えつつ衝突によるパケットの損失を減らすことができる。なお、中継器Ｅで分割されるセグメント毎にフレーム送信間隔及び最大バックオフ時間を設定してもよい。
【００５０】
また、本実施形態では中継器Ｅのフレーム送信間隔や最大バックオフ時間を、端末優先順位が１位の幹線制御端末Ｂと同一に設定している。したがって、中継器Ｅが他の通信端末から送信されるパケットを折り返し転送する場合、他の通信端末から送信される後続のパケットとの衝突を低減することができる。その結果、中継器Ｅのパケット転送の待ち時間が増大することに起因したシステム全体の伝送遅延の増大が回避できる。
【００５１】
ところで、データパケットの単位時間当たりの送信数が多いほど通信端末ほど、端末優先順位を高い順位に設定してもよい。つまり、データパケットを頻繁に送信する通信端末のフレーム送信間隔及びバックオフ時間を短く設定することにより、システム全体のスループットの低下を抑制することができる。
【００５２】
あるいは、データ優先順位(アクセスカテゴリ)の高いデータを含むデータパケットの単位時間当たりの送信数が多いほど通信端末ほど、端末優先順位を高い順位に設定してもよい。つまり、音声パケットや映像パケットを頻繁に送信する通信端末のフレーム送信間隔及びバックオフ時間を短く設定することにより、音声や映像の遅延を抑制して通信品質の向上を図ることができる。
【００５３】
ところで、本実施形態は中継器Ｅの存在を前提としているが、中継器Ｅが存在しないシステム構成であっても構わない。中継器Ｅが存在しない場合、例えば、幹線制御端末Ｂの端末優先順位が１位に設定され、住戸端末Ａの端末優先順位が２位に設定される。故に、中継器Ｅが存在しない場合、中継器Ｅが存在する場合と比較して、住戸端末Ａ及び幹線制御端末Ｂの送信待ち時間(フレーム送信間隔及びバックオフ時間)が短縮されるので、中継器Ｅが存在しない場合にスループットの不要な低下を防ぐことができる。あるいは、通信状況、例えば、隠れ端末の有無に応じて、各通信端末のフレーム送信間隔及びバックオフ時間を調整することが好ましい。
【００５４】
ここで、中継器Ｅの存否は、例えば、住戸端末Ａ及び幹線制御端末Ｂが備えるディップスイッチによって設定すればよい。つまり、住戸端末Ａ及び幹線制御端末Ｂは、ディップスイッチの設定から中継器Ｅが存在すると判断すれば、中継器Ｅを含む端末優先順位及びデータ優先順位に応じてフレーム送信間隔及びバックオフ時間を設定する。一方、住戸端末Ａ及び幹線制御端末Ｂは、ディップスイッチの設定から中継器Ｅが存在しないと判断すれば、中継器Ｅを含まない端末優先順位及びデータ優先順位に応じてフレーム送信間隔及びバックオフ時間を設定する。
【００５５】
ただし、ディップスイッチによる設定は人(施工業者)による設定作業が必要となるので、各通信端末が自動的に中継器Ｅの存否を判断することが好ましい。例えば、中継器Ｅが存在通知用のパケットを定期的に同報通信(マルチキャスト)する。そして、住戸端末Ａ及び幹線制御端末Ｂは、存在通知用パケットを定期的に受信すれば中継器Ｅが存在すると判断し、存在通知用パケットを定期的に受信しなければ中継器Ｅが存在しないと判断すればよい。このように各通信端末が中継器Ｅの存否を自動的且つ定期的に判断すれば、施工業者による設定作業が不要になって施工作業が簡素化でき、しかも、定期的に判断することでシステムの運用開始後に中継器Ｅが追加又は削除されても自動的に対応することができる。
【００５６】
なお、特定の通信端末(例えば、幹線制御端末Ｂ)が、中継器Ｅから定期的に送信(ユニキャスト)される存在通知用パケットを受信することで中継器Ｅの存否を判断し、その判断結果を他の通信端末(例えば、住戸端末Ａ)に通知するようにしても構わない。このように幹線制御端末Ｂで中継器Ｅの存否を一元管理することにより、システムのメンテナンス時に中継器Ｅの存否の判断状況が容易に確認できる。
【符号の説明】
【００５７】
Ａ  住戸端末(通信端末)
Ｂ  幹線制御端末(通信端末)
Ｅ  中継器(通信端末)
LA  主幹線(伝送媒体)
LBi  副幹線(伝送媒体)
LD  住戸線(伝送媒体)
【図１】
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【図２】
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