(57)【要約】【課題】  スループットの低下およびパケットの破棄の回避を図った無線通信方法を提供する。【解決手段】  送信側の無線端末は、データパケットを送信しようとし送信手順を開始したが送信できなかった、または、送信したがデータパケットに対する応答を受信できなかった場合に、再度、送信を試みる手順と、再送を行った回数を記憶しておき、再送回数が予め定められた回数に達した場合、再送を行わず送信データパケットを破棄する手順と、制御パケットまたはデータパケットの送信が失敗しても、相手側が受信可能な状況でないことを検知した場合は再送回数をカウントアップしない手順とを有する。【選択図】    図５
2006246142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信側の無線端末は、
データパケットまたは制御パケットをデータチャネルで送信する手順と、
共通制御チャネルに制御信号を送信し、データチャネルの状態を通知する手順と、
データチャネルで送信手順を実施する前に共通制御チャネルを確認し、データチャネルの状態を知り、使用中である場合はデータチャネルによる送信を延期し、データチャネルの状態が空である場合に送信を実施する手順と、
データパケットを送信する前に、データパケットの送信開始を周りの端末に通知する手順として、データパケットの宛先情報を持った制御パケットをデータチャネルに送信し、その送信が完了した後、自状態を送信開始応答待ち状態とする手順と、
送信開始応答待ち状態にあり、送信開始応答を示す制御パケットをデータチャネルにて受信した場合、データチャネルにてデータパケットを宛先に送信し、データチャネルにて送信開始応答を示す制御パケットを受信しなかった場合、データパケットの送信を延期する手順とを有し、
受信側の無線端末は、
データパケットまたは制御パケットをデータチャネルで受信する手順と、
共通制御チャネルの制御信号を受信し、データチャネルの状態を検知する手順と、
データチャネルにおいて送信開始を通知する制御パケットを受信した場合に、自アドレスと受信制御パケットの宛先アドレスが一致するか確認し、一致した場合、データチャネル、共通制御チャネルとも空であれば通信開始を了解した旨を示す制御パケットをデータチャネルにて送り返す手順とを有する無線通信方法であって、
前記受信側の無線端末は、
送信開始を通知する制御パケットを受信した場合に、自アドレスと受信制御パケットの宛先アドレスが一致するか確認し、一致した場合、共通制御チャネルにて、データチャネルが使用中であることを示す制御信号の送信を開始する手順と、
送信開始を通知する制御パケットを受信し、データチャネルが使用中であることを示す制御信号の送信を開始している状態で、送信開始応答を示す制御パケットの送信を完了した後、一定期間内にデータチャネルにおいて通信相手からの送信開始が検知できない場合、データチャネルが使用中であることを示す制御信号の送信を停止する手順と、
送信開始を通知する制御パケットを受信し、データチャネルが使用中であることを示す制御信号の送信を開始している状態で、送信開始応答を示す制御パケットの送信を完了した後、通信相手端末からのデータパケットを正常に受信し、その後、データパケットに対する応答パケットを送信し、その送信が完了した場合、制御信号の送信を停止する手順とを有し、
前記送信側の無線端末は、
自端末の状態が送信開始応答待ち状態となった直後から、一定期間内にデータチャネルにおいて通信相手からの送信開始を検知した場合、データチャネルが使用中であることを示す制御信号の送信を開始する手順と、
自端末の状態が送信開始応答待ち状態となった直後から、一定期間内にデータチャネルがビジーとなり、その後、送信開始応答を示す制御パケットが正常に受信できなかった場合、制御信号の送信を停止する手順と、
データパケットを送信した後、一定期間後にデータチャネルが使用中であることを通知する制御信号の送信を停止する手順と有することを特徴とする無線通信方法。
【請求項２】
送信側の無線端末は、
データパケットまたは制御パケットをデータチャネルで送信する手順と、
共通制御チャネルに制御信号を送信し、データチャネルの状態を通知する手順と、
データパケットを送信する前に、データパケットの送信開始を周りの端末に通知する手順として、データパケットの宛先情報を持った制御パケットをデータチャネルに送信し、その送信が完了した後、自状態を送信開始応答待ち状態とする手順と、
送信開始応答待ち状態にあり、送信開始応答を示す制御パケットをデータチャネルにて受信した場合、データチャネルにてデータパケットを宛先に送信し、データチャネルにて送信開始応答を示す制御パケットを受信しなかった場合、データパケットの送信を延期する手順とを有し、
受信側の無線端末は、
データパケットまたは制御パケットをデータチャネルで受信する手順と、
共通制御チャネルの制御信号を受信し、データチャネルの状態を検知する手順と、
データチャネルにおいて送信開始を通知する制御パケットを受信した場合に、自アドレスと受信制御パケットの宛先アドレスが一致するか確認し、一致した場合、データチャネルが空であれば通信開始を了解した旨を示す制御パケットをデータチャネルにて送り返す手順とを有する無線通信方法であって、
前記受信側の無線端末は、
送信開始を通知する制御パケットを受信した場合に、自アドレスと受信制御パケットの宛先アドレスが一致するか確認し、一致した場合、データチャネルが空でなければ通信開始を了解した旨を示す制御パケットを送り返さず、データチャネルにて制御パケットが送信できない旨を示す制御信号を共通制御チャネルにて一定期間送信する手順を有し、
前記送信側の無線端末では、
自端末の状態が送信開始応答待ち状態となった直後から、一定期間内に共通制御チャネルにおいて、データチャネルにて制御パケットが送信できない旨を示す制御信号が検知された場合、相手側が受信可能な状況でないことを検知する手順を有することを特徴とする無線通信方法。
【請求項３】
前記送信側の無線端末は、
データパケットを送信しようとし送信手順を開始したが送信できなかった、または、送信したがデータパケットに対する応答を受信できなかった場合に、再度、送信を試みる手順と、
再送を行った回数を記憶しておき、再送回数が予め定められた回数に達した場合、再送を行わず送信データパケットを破棄する手順と、
制御パケットまたはデータパケットの送信が失敗しても、相手側が受信可能な状況でないことを検知した場合は再送回数をカウントアップしない手順と、
を有することを特徴とする請求項２に記載の無線通信方法。
【請求項４】
共通制御チャネルとしてトーンシグナル(無変調波)を用い信号を送信する無線通信方法であって、
前記受信側の無線端末は、
データチャネルが使用中であることを示す際には、トーンシグナルを送信し、その他の場合はトーンシグナルを送信しない手順を有し、
前記送信側の無線端末は、
データチャネルの状態を知る手段として、トーンシグナルの受信電力が予め設定された閾値よりも大きい場合、データチャネルが使用中であると判断し、前記閾値よりも小さい場合、データチャネルが使用中でないと判断する手順を有することを特徴とする請求項１に記載の無線通信方法。
【請求項５】
共通制御チャネルとしてトーンシグナル(無変調波)を用い信号を送信する無線通信方法であって、
前記受信側の無線端末は、
データチャネルにて制御パケットが送信できない旨を示す際には、トーンシグナルを送信し、その他の場合はトーンシグナルを送信しない手順を有し、
前記送信側の無線端末は、
トーンシグナルの受信電力が予め設定された閾値よりも大きい場合、データチャネルにて制御パケットが送信できない旨を示す制御信号が送信されていると判断し、前記閾値よりも小さい場合、制御信号が送信されていないと判断する手順を有することを特徴とする請求項２または３のいずれかに記載の無線通信方法。
【請求項６】
前記受信側の無線端末は、
信号を送る際にトーンシグナルを間欠的に送信する手順を有し、
前記送信側の無線端末は、
トーンシグナルを一旦受信すると、予め定められた一定期間状態を保持する手順を有することを特徴とする請求項４または５のいずれかに記載の無線通信方法。
【請求項７】
共通制御チャネルとしてランダムパターンで変調した変調波を用い信号を送信する無線通信方法であって、
前記受信側の無線端末は、
データチャネルが使用中であることを示す際には、変調波を送信し、その他の場合は変調波を送信しない手順を有し、
前記送信側の無線端末は、
データチャネルの状態を知る手段として、変調波の受信電力が予め設定された閾値よりも大きい場合、データチャネルが使用中であると判断し、前記閾値よりも小さい場合、データチャネルが使用中でないと判断する手順を有することを特徴とする請求項１に記載の無線通信方法。
【請求項８】
共通制御チャネルとしてランダムパターンで変調した変調波を用い信号を送信する無線通信方法であって、
前記受信側の無線端末は、
データチャネルにて制御パケットが送信できない旨を示す際には、変調波を送信し、その他の場合は変調波を送信しない手順を有し、
前記送信側の無線端末は、
変調波の受信電力が予め設定された閾値よりも大きい場合、データチャネルにて制御パケットが送信できない旨を示す制御信号が送信されていると判断し、前記閾値よりも小さい場合、制御信号が送信されていないと判断する手順を有することを特徴とする請求項２または３のいずれかに記載の無線通信方法。
【請求項９】
共通制御チャネルにおいてショートパケットを送信する無線通信方法であって、
前記受信側の無線端末は、
データチャネルが使用中であることを示す際には、使用期間を情報として持つショートパケットを共通制御チャネルにて送信する手順を有し、
前記送信側の無線端末は、
データチャネルの状態を知る手段として、制御チャネルで送信されるショートパケットを受信し、ショートパケットが受信できた場合、受信時刻からパケット情報で示される使用期間の間、データチャネルが使用中であると判断し、その他の場合、データチャネルが使用中でないと判断する手順を有することを特徴とする請求項１に記載の無線通信方法。
【請求項１０】
共通制御チャネルにおいてショートパケットを送信する方法であって、
前記受信側の無線端末は、
データチャネルにて制御パケットが送信できない旨を示す際には、その旨を示すショートパケットを送信し、その他の場合はショートパケットを送信しない手順を有し、
前記送信側の無線端末は、
共通制御チャネルにおいてショートパケットを受信した場合、相手端末がデータチャネルにて制御パケットが送信できない状況にあると判断し、その他の場合は、相手端末は送信できる状況にあると判断する手順を有することを特徴とする請求項２または３のいずれかに記載の無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線回線を介して接続された無線データ通信装置において、共通制御チャネルを用いて、パケットの衝突を回避する無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線アクセスシステムで用いられるアクセス方式は、無線基地局により全無線端末の送信タイミングを管理する集中制御方式と、基地局と各無線端末を含む全ての無線装置が、それぞれ独立に送信タイミングを決め、送信を行う分散制御方式がある。分散制御方式は、無線基地局と無線端末で、送信方法における差異がなく、集中制御方式に比べ基地局構成が簡易となる。また、基地局から無線端末を制御する必要がないことから、制御用信号が不要であり、高いスループットが実現できる。
【０００３】
分散制御方式では、CSMA(Carrier Scan Multiple Access)等の分散制御アルゴリズムを無線区間のアクセス方式に用いるが、無線通信装置の位置関係が隠れ端末関係になる場合、キャリアスキャンによる衝突回避メカニズムが有効に働かずパケットの衝突が頻繁に発生する。
この衝突の影響を回避する方式として、データチャネルにおいてデータパケットを送信する前に、同一データチャネルにおいて短い制御パケットをやり取りし、送受信端末以外の端末の送信を抑制し、データを送信するという方式が用いられる（非特許文献１、２、３参照）。
【０００４】
しかし、CSMAを用いた分散制御では、パケット衝突は本質的なものであり、短い制御パケットのやり取りによってこの問題を完全に回避することは不可能である。
【非特許文献１】F.H.P.Fitzek,et al.,IEEE Wireless Communications,December,pp.30-39,2003年
【非特許文献２】A.Chayabejara他、信学技報、CS2003-87(2003-09),pp.33-38、2003年
【非特許文献３】S.Jagadeesan,et al.,Communications,2003.ICC’03.IEEE International Conference on ,Volume:2,11-15 May2003,pp.1124-1128 vol.2
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のとおり、分散制御方式を用いる無線アクセスシステムでは、端末の配置がある関係を満たす場合、スループットが低下するという問題点がある。
また、受信は可能であるが送信はできないといった状況に端末がある場合、不必要に再送が行われ、最大再送回数に達した後にデータ（パケット）が破棄されるといった問題が生じ得る。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、スループットの低下およびパケットの破棄の回避を図った無線通信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、
送信側の無線端末は、
データパケットまたは制御パケットをデータチャネルで送信する手順と、共通制御チャネルに制御信号を送信し、データチャネルの状態を通知する手順と、データチャネルで送信手順を実施する前に共通制御チャネルを確認し、データチャネルの状態を知り、使用中である場合はデータチャネルによる送信を延期し、データチャネルの状態が空である場合に送信を実施する手順と、データパケットを送信する前に、データパケットの送信開始を周りの端末に通知する手順として、データパケットの宛先情報を持った制御パケットをデータチャネルに送信し、その送信が完了した後、自状態を送信開始応答待ち状態とする手順と、送信開始応答待ち状態にあり、送信開始応答を示す制御パケットをデータチャネルにて受信した場合、データチャネルにてデータパケットを宛先に送信し、データチャネルにて送信開始応答を示す制御パケットを受信しなかった場合、データパケットの送信を延期する手順とを有し、
受信側の無線端末は、
データパケットまたは制御パケットをデータチャネルで受信する手順と、共通制御チャネルの制御信号を受信し、データチャネルの状態を検知する手順と、データチャネルにおいて送信開始を通知する制御パケットを受信した場合に、自アドレスと受信制御パケットの宛先アドレスが一致するか確認し、一致した場合、データチャネル、共通制御チャネルとも空であれば通信開始を了解した旨を示す制御パケットをデータチャネルにて送り返す手順とを有する無線通信方法であって、
前記受信側の無線端末は、
送信開始を通知する制御パケットを受信した場合に、自アドレスと受信制御パケットの宛先アドレスが一致するか確認し、一致した場合、共通制御チャネルにて、データチャネルが使用中であることを示す制御信号の送信を開始する手順と、送信開始を通知する制御パケットを受信し、データチャネルが使用中であることを示す制御信号の送信を開始している状態で、送信開始応答を示す制御パケットの送信を完了した後、一定期間内にデータチャネルにおいて通信相手からの送信開始が検知できない場合、データチャネルが使用中であることを示す制御信号の送信を停止する手順と、送信開始を通知する制御パケットを受信し、データチャネルが使用中であることを示す制御信号の送信を開始している状態で、送信開始応答を示す制御パケットの送信を完了した後、通信相手端末からのデータパケットを正常に受信し、その後、データパケットに対する応答パケットを送信し、その送信が完了した場合、制御信号の送信を停止する手順とを有し、
前記送信側の無線端末は、
自端末の状態が送信開始応答待ち状態となった直後から、一定期間内にデータチャネルにおいて通信相手からの送信開始を検知した場合、データチャネルが使用中であることを示す制御信号の送信を開始する手順と、自端末の状態が送信開始応答待ち状態となった直後から、一定期間内にデータチャネルがビジーとなり、その後、送信開始応答を示す制御パケットが正常に受信できなかった場合、制御信号の送信を停止する手順と、データパケットを送信した後、一定期間後にデータチャネルが使用中であることを通知する制御信号の送信を停止する手順と有することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、送信側の無線端末は、
データパケットまたは制御パケットをデータチャネルで送信する手順と、共通制御チャネルに制御信号を送信し、データチャネルの状態を通知する手順と、データパケットを送信する前に、データパケットの送信開始を周りの端末に通知する手順として、データパケットの宛先情報を持った制御パケットをデータチャネルに送信し、その送信が完了した後、自状態を送信開始応答待ち状態とする手順と、送信開始応答待ち状態にあり、送信開始応答を示す制御パケットをデータチャネルにて受信した場合、データチャネルにてデータパケットを宛先に送信し、データチャネルにて送信開始応答を示す制御パケットを受信しなかった場合、データパケットの送信を延期する手順とを有し、
受信側の無線端末は、
データパケットまたは制御パケットをデータチャネルで受信する手順と、共通制御チャネルの制御信号を受信し、データチャネルの状態を検知する手順と、データチャネルにおいて送信開始を通知する制御パケットを受信した場合に、自アドレスと受信制御パケットの宛先アドレスが一致するか確認し、一致した場合、データチャネルが空であれば通信開始を了解した旨を示す制御パケットをデータチャネルにて送り返す手順とを有する無線通信方法であって、
前記受信側の無線端末は、
送信開始を通知する制御パケットを受信した場合に、自アドレスと受信制御パケットの宛先アドレスが一致するか確認し、一致した場合、データチャネルが空でなければ通信開始を了解した旨を示す制御パケットを送り返さず、データチャネルにて制御パケットが送信できない旨を示す制御信号を共通制御チャネルにて一定期間送信する手順を有し、
前記送信側の無線端末では、
自端末の状態が送信開始応答待ち状態となった直後から、一定期間内に共通制御チャネルにおいて、データチャネルにて制御パケットが送信できない旨を示す制御信号が検知された場合、相手側が受信可能な状況でないことを検知する手順を有することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の無線通信方法において、
前記送信側の無線端末は、
データパケットを送信しようとし送信手順を開始したが送信できなかった、または、送信したがデータパケットに対する応答を受信できなかった場合に、再度、送信を試みる手順と、
再送を行った回数を記憶しておき、再送回数が予め定められた回数に達した場合、再送を行わず送信データパケットを破棄する手順と、
制御パケットまたはデータパケットの送信が失敗しても、相手側が受信可能な状況でないことを検知した場合は再送回数をカウントアップしない手順と、
を有することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の無線通信方法において、共通制御チャネルとしてトーンシグナル(無変調波)を用い信号を送信し、
前記受信側の無線端末は、
データチャネルが使用中であることを示す際には、トーンシグナルを送信し、その他の場合はトーンシグナルを送信しない手順を有し、
前記送信側の無線端末は、
データチャネルの状態を知る手段として、トーンシグナルの受信電力が予め設定された閾値よりも大きい場合、データチャネルが使用中であると判断し、前記閾値よりも小さい場合、データチャネルが使用中でないと判断する手順を有することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項５に記載の発明は、請求項２または３のいずれかに記載の無線通信方法において、共通制御チャネルとしてトーンシグナル(無変調波)を用い信号を送信し、
前記受信側の無線端末は、
データチャネルにて制御パケットが送信できない旨を示す際には、トーンシグナルを送信し、その他の場合はトーンシグナルを送信しない手順を有し、
前記送信側の無線端末は、
トーンシグナルの受信電力が予め設定された閾値よりも大きい場合、データチャネルにて制御パケットが送信できない旨を示す制御信号が送信されていると判断し、前記閾値よりも小さい場合、制御信号が送信されていないと判断する手順を有することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項６に記載の発明は、請求項４または５のいずれかに記載の無線通信方法において、
前記受信側の無線端末は、
信号を送る際にトーンシグナルを間欠的に送信する手順を有し、
前記送信側の無線端末は、
トーンシグナルを一旦受信すると、予め定められた一定期間状態を保持する手順を有することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の無線通信方法において、共通制御チャネルとしてランダムパターンで変調した変調波を用い信号を送信する無線通信方法であって、
前記受信側の無線端末は、
データチャネルが使用中であることを示す際には、変調波を送信し、その他の場合は変調波を送信しない手順を有し、
前記送信側の無線端末は、
データチャネルの状態を知る手段として、変調波の受信電力が予め設定された閾値よりも大きい場合、データチャネルが使用中であると判断し、前記閾値よりも小さい場合、データチャネルが使用中でないと判断する手順を有することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項８に記載の発明は、請求項２または３のいずれかに記載の無線通信方法において、共通制御チャネルとしてランダムパターンで変調した変調波を用い信号を送信する無線通信方法であって、
前記受信側の無線端末は、
データチャネルにて制御パケットが送信できない旨を示す際には、変調波を送信し、その他の場合は変調波を送信しない手順を有し、
前記送信側の無線端末は、
変調波の受信電力が予め設定された閾値よりも大きい場合、データチャネルにて制御パケットが送信できない旨を示す制御信号が送信されていると判断し、前記閾値よりも小さい場合、制御信号が送信されていないと判断する手順を有することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項９に記載の発明は、請求項１に記載の無線通信方法において、共通制御チャネルにおいてショートパケットを送信し、
前記受信側の無線端末は、
データチャネルが使用中であることを示す際には、使用期間を情報として持つショートパケットを共通制御チャネルにて送信する手順を有し、
前記送信側の無線端末は、
データチャネルの状態を知る手段として、制御チャネルで送信されるショートパケットを受信し、ショートパケットが受信できた場合、受信時刻からパケット情報で示される使用期間の間、データチャネルが使用中であると判断し、その他の場合、データチャネルが使用中でないと判断する手順を有することを特徴とする。
【００１６】
また、請求項１０に記載の発明は、請求項２または３のいずれかに記載の無線通信方法において、共通制御チャネルにおいてショートパケットを送信し、する方法であって、
前記受信側の無線端末は、
データチャネルにて制御パケットが送信できない旨を示す際には、その旨を示すショートパケットを送信し、その他の場合はショートパケットを送信しない手順を有し、
前記送信側の無線端末は、
共通制御チャネルにおいてショートパケットを受信した場合、相手端末がデータチャネルにて制御パケットが送信できない状況にあると判断し、その他の場合は、相手端末は送信できる状況にあると判断する手順を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明によれば、配置関係が隠れ端末関係となっている端末同士の送信するパケットの衝突を回避し、システムスループットを向上することができる。
また、端末の位置関係がさらし状態にある場合、さらし端末宛に送信するパケットの不必要な破棄を回避することができ、パケット廃棄率を低減することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
図１にIEEE802.11MACプロトコルにおいてRTS(Request To Send)/CTS(Clear To Send)を用いた場合の基本フレーム交換シーケンスを示す。 RTS/CTS は隠れ端末問題の影響の低減に有効な方式である。
データ送信端末はデータパケットの送信に先立ち、RTSを相手側に送信する。RTSを受信した受信側端末はRTSのレスポンスとしてCTSを送信する。 CISを受信した送信側端末はその後データパケットを送信し、受信側でデータパケットが正常に受信された場合受信側はそのレスポンスとしてACKを送信側に送信する。
通信を行う端末以外の端末がRTSまたはCTSを受信した場合、NAV(Network Allocation vector)と呼ばれる送信抑制メカニズムが実施される。これは、送受信期間中に他端末が送信を開始し衝突が発生することを回避することを目的としている。
【００２０】
図２に本発明で解決する問題のひとつである隠れ端末による問題点を示す。図２上部に示すような端末配置（端末１〜４）では、各端末はそのキャリアスキャンレンジの関係からおのおの各隣接する端末の状況しか検知できない。
このような状況において端末１が端末２に向けてデータ送信シーケンスを開始した場合、たまたま端末４の送信もほぼ同時刻で開始されたとすると、通常は、端末３においては端末２からCTSを受信することでNAVがかかり送信が抑制されるはずであるが、端末４のRTSと端末３のCTSが衝突することでNAVがかからず送信が抑制されない。
【００２１】
そのため、端末が受信中にもかかわらず端末３の送信が起こり、端末１から端末２への送信が失敗することが起きる。この現象は端末のトラヒックが増大するに従い頻繁に発生しスループットを大き<低下させる原因となる。
【００２２】
[第１実施形態]
本発明の第１実施形態に係る無線通信方法について説明する。本発明の第１実施形態に係る無線通信方法は、無線端末配置が隠れ端末の関係にある場合のスループットの低下を回避するためのものである。本発明では、受信中および送信中の端末が共通制御チャネルという、データ／制御パケットを送受信するデータチャネルとは異なるチャネルを用いて、データチャネルが使用中であることを通知し、データチャネルでのパケットの衝突を回避することを特徴としている。
【００２３】
すなわち、本発明の第１実施形態に係る無線通信方法は、送信側の無線端末は、データパケットまたは制御パケットをデータチャネルで送信する手順と、共通制御チャネルに制御信号を送信し、データチャネルの状態を通知する手順と、データチャネルで送信手順を実施する前に共通制御チャネルを確認し、データチャネルの状態を知り、使用中である場合はデータチャネルによる送信を延期し、データチャネルの状態が空である場合に送信を実施する手順と、データパケットを送信する前に、データパケットの送信開始を周りの端末に通知する手順として、データパケットの宛先情報を持った制御パケットをデータチャネルに送信し、その送信が完了した後、自状態を送信開始応答待ち状態とする手順と、送信開始応答待ち状態にあり、送信開始応答を示す制御パケットをデータチャネルにて受信した場合、データチャネルにてデータパケットを宛先に送信し、データチャネルにて送信開始応答を示す制御パケットを受信しなかった場合、データパケットの送信を延期する手順とを有し、
受信側の無線端末は、データパケットまたは制御パケットをデータチャネルで受信する手順と、共通制御チャネルの制御信号を受信し、データチャネルの状態を検知する手順と、データチャネルにおいて送信開始を通知する制御パケットを受信した場合に、自アドレスと受信制御パケットの宛先アドレスが一致するか確認し、一致した場合、データチャネル、共通制御チャネルとも空であれば通信開始を了解した旨を示す制御パケットをデータチャネルにて送り返す手順とを有する無線通信方法であって、
前記受信側の無線端末は、
送信開始を通知する制御パケットを受信した場合に、自アドレスと受信制御パケットの宛先アドレスが一致するか確認し、一致した場合、共通制御チャネルにて、データチャネルが使用中であることを示す制御信号の送信を開始する手順と、送信開始を通知する制御パケットを受信し、データチャネルが使用中であることを示す制御信号の送信を開始している状態で、送信開始応答を示す制御パケットの送信を完了した後、一定期間内にデータチャネルにおいて通信相手からの送信開始が検知できない場合、データチャネルが使用中であることを示す制御信号の送信を停止する手順と、送信開始を通知する制御パケットを受信し、データチャネルが使用中であることを示す制御信号の送信を開始している状態で、送信開始応答を示す制御パケットの送信を完了した後、通信相手端末からのデータパケットを正常に受信し、その後、データパケットに対する応答パケットを送信し、その送信が完了した場合、制御信号の送信を停止する手順とを有し、
前記送信側の無線端末は、
自端末の状態が送信開始応答待ち状態となった直後から、一定期間内にデータチャネルにおいて通信相手からの送信開始を検知した場合、データチャネルが使用中であることを示す制御信号の送信を開始する手順と、自端末の状態が送信開始応答待ち状態となった直後から、一定期間内にデータチャネルがビジーとなり、その後、送信開始応答を示す制御パケットが正常に受信できなかった場合、制御信号の送信を停止する手順と、データパケットを送信した後、一定期間後にデータチャネルが使用中であることを通知する制御信号の送信を停止する手順と有している。
【００２４】
図３にビジートーン(トーンシグナル)を用いた隠れ端末問題の解決策を示す。この方式ではデータチャネルを用いている端末がビジートーンを送信し、他端末の送信開始を抑制する。図３では、端末１から送信されたRTSを受信した端末２がビジートーンを送信し、端末３の送信を抑制し、端末２上での端末３と端末１のパケットの衝突を回避する。
図３から分かるように、端末３で、端末２からのCTSと端末４からのRTSが衝突した場合でも端末３の送信を抑制することができる。ビジートーンは端末２がデータパケットに対するACKの送信が完了するまで続けて送信される。
【００２５】
本発明の第１実施形態に係る無線通信方法によれば、データチャネルとは異なる共通制御チャネルを用いることにより複数の端末の間で衝突が発生している場合でも各無線端末においてデータチャネルの使用の有無が把握できる。
【００２６】
図４にもう一つの問題であるさらし端末が存在する場合の問題点を示す。図中の端末３がさらし端末となっており、パケットの受信は可能であるが送信は禁止されている状態となっている。その端末３に対しパケットを送信した場合（図中での送信端末は端末４）、応答パケットを受信することができないため送信端末（端末４）は再送を繰り返し、再送回数が上限に達した場合、送信パケットを破棄する。
【００２７】
[第２実施形態]
本発明の第２実施形態に係る無線通信方法について説明する。本発明の第２実施形態に係る無線通信方法は、さらし端末が存在する場合に発生するパケット破棄を回避するためのものである。
【００２８】
すなわち、本発明の第２実施形態に係る無線通信方法は、送信側の無線端末は、データパケットまたは制御パケットをデータチャネルで送信する手順と、共通制御チャネルに制御信号を送信し、データチャネルの状態を通知する手順と、データパケットを送信する前に、データパケットの送信開始を周りの端末に通知する手順として、データパケットの宛先情報を持った制御パケットをデータチャネルに送信し、その送信が完了した後、自状態を送信開始応答待ち状態とする手順と、送信開始応答待ち状態にあり、送信開始応答を示す制御パケットをデータチャネルにて受信した場合、データチャネルにてデータパケットを宛先に送信し、データチャネルにて送信開始応答を示す制御パケットを受信しなかった場合、データパケットの送信を延期する手順とを有し、
受信側の無線端末は、
データパケットまたは制御パケットをデータチャネルで受信する手順と、共通制御チャネルの制御信号を受信し、データチャネルの状態を検知する手順と、データチャネルにおいて送信開始を通知する制御パケットを受信した場合に、自アドレスと受信制御パケットの宛先アドレスが一致するか確認し、一致した場合、データチャネルが空であれば通信開始を了解した旨を示す制御パケットをデータチャネルにて送り返す手順とを有する無線通信方法であって、
前記受信側の無線端末は、
送信開始を通知する制御パケットを受信した場合に、自アドレスと受信制御パケットの宛先アドレスが一致するか確認し、一致した場合、データチャネルが空でなければ通信開始を了解した旨を示す制御パケットを送り返さず、データチャネルにて制御パケットが送信できない旨を示す制御信号を共通制御チャネルにて一定期間送信する手順を有し、
前記送信側の無線端末では、
自端末の状態が送信開始応答待ち状態となった直後から、一定期間内に共通制御チャネルにおいて、データチャネルにて制御パケットが送信できない旨を示す制御信号が検知された場合、相手側が受信可能な状況でないことを検知する手順を有する。
【００２９】
また、本発明の第２実施形態に係る無線通信方法では、上記構成において、前記送信側の無線端末は、
データパケットを送信しようとし送信手順を開始したが送信できなかった、または、送信したがデータパケットに対する応答を受信できなかった場合に、再度、送信を試みる手順と、
再送を行った回数を記憶しておき、再送回数が予め定められた回数に達した場合、再送を行わず送信データパケットを破棄する手順と、
制御パケットまたはデータパケットの送信が失敗しても、相手側が受信可能な状況でないことを検知した場合は再送回数をカウントアップしない手順とを有している。
【００３０】
本発明の第２実施形態に係る無線通信方法によれば、さらし状態にある端末が、共通制御チャネルを用いて、さらし状態にあることを通知することで、データチャネルでの通信を阻害すること無く、通信相手に応答としての制御パケットが送信できないことを通知することができる。
【００３１】
次に、図５にトーンシグナルを用いたさらし端末問題の具体的解決方法を示す。さらし状態になっている端末３はRTSを受信した場合、応答パケットを送信する代わりにトーンシグナル（レスポンストーン）を送信する。
送信端末（図中端末４）では、RTS送信後、一定期間トーンチャネルを監視し、レスポンストーンが受信されかつCTSが受信できなかった場合、相手端末（端末３）がさらし状態にあることを検知する。
さらし状態であることが分かっても端末４は再送を繰り返すが、その際、相手側がさらし状態である場合、再送回数をカウントアップせず、さらし端末に送信するデータパケットの破棄を回避する。
【００３２】
ビジートーンによって隠れ端末問題を回避する方法と、レスポンストーンによってさらし端末問題を回避する方法を併用し、両問題を同時に解決することが可能である。この場合、２つの異なるトーンチャネルが必要である。
【００３３】
第１実施形態に係る無線通信システムにおいて、共通制御チャネルとしてトーンシグナル（無変調波）を用い、その受信電力により、データチャネルの状況を把握するように構成してもよい。すなわち、第１実施形態に係る無線通信システムにおいて、共通制御チャネルとしてトーンシグナル(無変調波)を用い信号を送信し、前記受信側の無線端末は、
データチャネルが使用中であることを示す際には、トーンシグナルを送信し、その他の場合はトーンシグナルを送信しない手順を有し、
前記送信側の無線端末は、
データチャネルの状態を知る手段として、トーンシグナルの受信電力が予め設定された閾値よりも大きい場合、データチャネルが使用中であると判断し、前記閾値よりも小さい場合、データチャネルが使用中でないと判断する手順を有するようにしてもよい。
【００３４】
このように構成して、データチャネルの状況を把握することにより、データチャネルにおけるパケットの送信を回避することが可能である。また、トーンシグナルの受信電力によりデータチャネルの状況を知ることができるため、複数の端末が同時にトーンシグナルを送信した場合でも、データチャネルの状況を知ることが可能であり、パケット通信では衝突が発生しデータチャネルの状況を知ることが不可能な場合でも、有効に機能する。
【００３５】
また、第２実施形態に係る無線通信方法において、共通制御チャネルとしてトーンシグナル（無変調波）を用い、その受信電力により、相手端末の状況を判断するように構成してもよい。すなわち、第２実施形態に係る無線通信方法において、共通制御チャネルとしてトーンシグナル(無変調波)を用い信号を送信し、
前記受信側の無線端末は、
データチャネルにて制御パケットが送信できない旨を示す際には、トーンシグナルを送信し、その他の場合はトーンシグナルを送信しない手順を有し、
前記送信側の無線端末は、
トーンシグナルの受信電力が予め設定された閾値よりも大きい場合、データチャネルにて制御パケットが送信できない旨を示す制御信号が送信されていると判断し、前記閾値よりも小さい場合、制御信号が送信されていないと判断する手順を有するように構成してもよい。
【００３６】
このように構成することにより、複数の端末が同時にトーンシグナルを送信した場合でも、相手端末の状況を知ることが可能であり、パケット通信では衝突が発生し相手端末の状況を知ることが不可能な場合でも、有効に機能する。
【００３７】
上述したトーンシグナルを用いた無線通信方法の効果を計算機シミュレーションにより確認した。シミュレーションのパラメータの内容を図６に、シミュレーションモデルを図７に示す。端末配置は、２行４列のグリッド配置とし、同一列の２端末同士で通信を行うものとする。
また、端末間隔は４００ｍとした。この場合、各端末からは隣接する端末についてのみ通信可能でかつキャリアスキャン可能であり、隣接端末の隣接端末、もしくは、対角にある端末については、通信もできないし、キャリアスキャンレンジ外となっている。
【００３８】
各端末の発生させるトラヒックに対するスループット特性を図８に示す。図８から分かるようにトーンシグナルを用いた場合、スループットは従来方式に比べ最大約２５％、向上する。
上記のトーンシグナル（無変調波）を用いる方式においては、複数のトーンが存在する場合、干渉により受信電力が低下し、トーンシグナルを検知できない可能性がある。例えば、図８に示すように、二つの端末から送信されたトーンシグナルが、ある受信端末において、位相が180度ずれて受信された場合、お互いに弱めあい、受信電力が閾値に達せず、トーンシグナルを送信している端末があるにも関わらず、受信端末において送信されていないと判断される場合がある。
この様な問題点を解決する手段として、（１）トーンシグナルの間欠送信、（２）ランダムパターンで変調した変調波を用いる方法が考えられる。
【００３９】
[第３実施形態]
本発明の第３実施形態に係る無線通信方法について説明する。本発明の第３実施形態に係る無線通信方法は、複数の端末が同時にトーンシグナルを送信し、かつ、それぞれの送信する信号がある受信端末において干渉し合いトーンシグナルを受信できなくなるケースを回避するために、トーンシグナルを間欠的に送信するようにしたものである。
【００４０】
すなわち、本発明の第３実施形態に係る無線通信方法は、第１、第２実施形態に係る無線通信方法において、受信側の無線端末は、信号を送る際にトーンシグナルを間欠的に送信する手順を有し、前記送信側の無線端末は、ーンシグナルを一旦受信すると、予め定められた一定期間状態を保持する手順を有するように構成したものである。
【００４１】
[第４実施形態]
本発明の第４実施形態に係る無線通信方法について説明する。本発明の第４実施形態に係る無線通信方法は、第１実施形態に係る無線通信方法において、共通制御チャネルとしてランダムパターンで変調した変調波を用い、その受信電力により、データチャネルの状況を知り、データチャネルにおけるパケットの送信を回避することを可能とするものである。上記請求項５，６の発明同様、無変調波において起こり得る干渉による受信電力の低下を回避するための発明である。
【００４２】
すなわち、本発明の第４実施形態に係る無線通信方法は、請求項１に記載の無線通信方法において、共通制御チャネルとしてランダムパターンで変調した変調波を用い信号を送信する無線通信方法であって、
前記受信側の無線端末は、
データチャネルが使用中であることを示す際には、変調波を送信し、その他の場合は変調波を送信しない手順を有し、
前記送信側の無線端末は、
データチャネルの状態を知る手段として、変調波の受信電力が予め設定された閾値よりも大きい場合、データチャネルが使用中であると判断し、前記閾値よりも小さい場合、データチャネルが使用中でないと判断する手順を有する。
【００４３】
また、本発明の第２実施形態に係る無線通信方法において、共通制御チャネルとしてランダムパターンで変調した変調波を用い、その受信電力により、相手端末の状況を判断するように構成してもよい。
【００４４】
すなわち、本発明の第２実施形態に係る無線通信方法において、共通制御チャネルとしてランダムパターンで変調した変調波を用い信号を送信し、
前記受信側の無線端末は、
データチャネルにて制御パケットが送信できない旨を示す際には、変調波を送信し、その他の場合は変調波を送信しない手順を有し、
前記送信側の無線端末は、
変調波の受信電力が予め設定された閾値よりも大きい場合、データチャネルにて制御パケットが送信できない旨を示す制御信号が送信されていると判断し、前記閾値よりも小さい場合、制御信号が送信されていないと判断する手順を有するように構成してもよい。
【００４５】
本発明の第４実施形態に係る無線通信方法によれば、無変調波において起こり得る干渉による受信電力の低下を回避することが可能となる。
【００４６】
トーンシグナルを間欠送信した場合においける干渉ケースを図９に示す。間欠送信により、信号同士の時間的重なりがすくななり、断続的にトーンシグナルが閾値を超え、受信端末においてビジーを検知できる。この場合、受信電力閾値のみを用いて判断した場合は、図９に示すように検出状態が歯抜けとなる。これを回避する方法として検出状態にヒステリシスを持たせる、すなわち、一旦ビジーになった場合、受信電力が閾値を下回っても、ある一定期間はビジー状態を保持する方式がある。
【００４７】
[第５実施形態]
本発明の第４実施形態に係る無線通信方法について説明する。本発明の第４実施形態に係る無線通信方法は、共通制御チャネルにおいてショートパケットを送信することにより、データチャネル使用状況もしくは自端末状況を通知し、データチャネルでのパケット衝突およびパケット破棄を回避するようにしている。
【００４８】
すなわち、本発明の第４実施形態に係る無線通信方法は、第１実施形態に係る無線通信方法において、共通制御チャネルにおいてショートパケットを送信し、
前記受信側の無線端末は、
データチャネルが使用中であることを示す際には、使用期間を情報として持つショートパケットを共通制御チャネルにて送信する手順を有し、
前記送信側の無線端末は、
データチャネルの状態を知る手段として、制御チャネルで送信されるショートパケットを受信し、ショートパケットが受信できた場合、受信時刻からパケット情報で示される使用期間の間、データチャネルが使用中であると判断し、その他の場合、データチャネルが使用中でないと判断する手順を有する。
【００４９】
また、本発明の第４実施形態に係る無線通信方法は、第２実施形態に係る無線通信方法において、請求項２または３のいずれかに記載の無線通信方法において、共通制御チャネルにおいてショートパケットを送信し、する方法であって、
前記受信側の無線端末は、
データチャネルにて制御パケットが送信できない旨を示す際には、その旨を示すショートパケットを送信し、その他の場合はショートパケットを送信しない手順を有し、
前記送信側の無線端末は、
共通制御チャネルにおいてショートパケットを受信した場合、相手端末がデータチャネルにて制御パケットが送信できない状況にあると判断し、その他の場合は、相手端末は送信できる状況にあると判断する手順を有するように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】IEEE802. 11の基本フレーム交換シーケンスを示すシーケンス図。
【図２】隠れ端末の問題点を示す説明図。
【図３】ビジートーンによる隠れ端末問題の回避を示すシーケンス図。
【図４】さらし端末の問題点を示すシーケンス図。
【図５】レスポンストーンによるさらし端末問題の回避を示すシーケンス図。
【図６】シミュレーションパラメータを示す説明図。
【図７】シミュレーションモデルを示す説明図。
【図８】STA(端末)トラヒックに対するトータルスループットを示す特性図
【図９】トーンシグナルの干渉状態を示す説明図。
【図１０】トーンシグナルの間欠送信を示す説明図。
【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】
2006246142.tif 000007
【図６】
2006246142.tif 000008
【図７】
2006246142.tif 000009
【図８】
2006246142.tif 000010
【図９】
2006246142.tif 000011
【図１０】
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