(57)【要約】【課題】  商用電源周期もしくはその半周期で媒体状態が変動するという特徴を持つ電灯線通信では、スケジューリング方法によって要求を満たす割り当てができない場合が発生する。【解決手段】  通信媒体としての電灯線における商用電源周波数に依存した周期的な状態変化を考慮したスケジューリングを行うことで、電灯線通信における効率的なスケジューリングを可能とする。【選択図】  図１１
2006180037.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信ネットワークに属する各端末が競合によって通信媒体へのアクセス端末決定権を獲得し、前記アクセス端末決定権を獲得した端末が実施する制御によって前記通信媒体へのアクセス権、すなわち前記通信媒体へ通信信号を送信する権利を有する端末が決定される通信ネットワークにおいて使用される通信装置であって、
前記競合の実施において複数回の競合サブプロセスを実行することを特徴とする競合処理部を有する、通信装置。
【請求項２】
前記アクセス端末決定権を獲得した端末が前記アクセス権を有する端末に等しいことを特徴とする、請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記競合の実施において競合サブプロセスが２回実施されることを特徴とする、請求項１に記載の通信装置。
【請求項４】
一回目の競合サブプロセスと二回目の競合サブプロセスに対して等しい時間を割り当てることを特徴とする、請求項３に記載の通信装置。
【請求項５】
前記競合の実施において、初回の競合サブプロセスに先立って競合への参加もしくは不参加を決定するプロセスを実行することを特徴とする、請求項１に記載の通信装置。
【請求項６】
前記競合への参加もしくは不参加の決定にあたり、送信すべき信号の有無が利用されることを特徴とする、請求項５に記載の通信装置。
【請求項７】
前記競合への参加もしくは不参加が乱数を用いて決定されることを特徴とする、請求項５に記載の通信装置。
【請求項８】
通信ネットワークに属する各端末が競合によって通信媒体へのアクセス端末決定権を獲得し、前記アクセス端末決定権を獲得した端末が実施する制御によって前記通信媒体へのアクセス権、すなわち前記通信媒体へ通信信号を送信する権利を有する端末が決定される通信ネットワークにおいて、
前記競合を実施するプロセスが、複数回の競合サブプロセスによって構成されることを特徴とする、ネットワークアクセス制御方式。
【請求項９】
通信ネットワークに属する各端末が競合によって通信媒体へのアクセス端末決定権を獲得し、前記アクセス端末決定権を獲得した端末が実施する制御によって前記通信媒体へのアクセス権、すなわち前記通信媒体へ通信信号を送信する権利を有する端末が決定される通信ネットワークにおいて、
前記競合を実施するプロセスが、複数回の競合サブプロセスによって構成されることを特徴とする、通信ネットワークシステム。
【請求項１０】
通信ネットワークに属する各端末が競合によって通信媒体へのアクセス端末決定権を獲得し、前記アクセス端末決定権を獲得した端末が実施する制御によって前記通信媒体へのアクセス権、すなわち前記通信媒体へ通信信号を送信する権利を有する端末が決定される通信ネットワークにおいて使用する機器に用いるＬＳＩであって、
前記競合の実施において複数回の競合サブプロセスを実行することを特徴とする競合処理を実施する回路を含む、ＬＳＩ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の端末から構成される通信ネットワークシステムに係わり、特に通信ネットワークに属する各端末が競合によってアクセス権を獲得することを特徴とするアクセス制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、通信ネットワークに属する各端末が競合によってアクセス権を獲得する通信ネットワークシステムとしては、無線ＬＡＮシステム等が実用化されている。無線ＬＡＮシステムとしては、２．４ＧＨｚ帯を利用するＩＥＥＥ８０２．１１ｂや５ＧＨｚ帯を利用するＩＥＥＥ８０２．１１ａ等が規格標準化されており、広く普及している。
【０００３】
ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズの無線ＬＡＮでは、ＡＰ（Ａｃｃｅｓｓ  Ｐｏｉｎｔ）と呼ばれる制御局がＳＴＡ（ＳＴＡｔｉｏｎ）と呼ばれる端末局に対してポーリングフレームを送信することでステーションにネットワークへのアクセス許可を与える、ＰＣＦ（Ｐｏｉｎｔ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）というメディアアクセス方式と、ＡＰ及びステーションがＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ  ｗｉｔｈ  Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ  Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）方式の競合制御に基づいてネットワークへのアクセス権を獲得するＤＣＦ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）というメディアアクセス制御方式が規定されている。（非特許文献１を参照）
【０００４】
図１は、ＤＣＦによるメディアアクセスの概要を示している。ネットワークに属するいずれかの端末がフレーム送信中であるＢＵＳＹ状態１０１が終了すると、規定の待ち時間であるＤＩＦＳ（ＤＣＦ  Ｉｎｔｅｒ−Ｆｒａｍｅ  Ｓｐａｃｅ）１０２だけ空けてから、競合期間１０３において競合が実施される。競合期間１０３における競合に勝った端末は、続くフレーム伝送期間１０４におけるメディアアクセス権を獲得する。
【０００５】
図２は、ＤＣＦによるメディアアクセスの一例を示したものである。図２の例では、ＡＰ２５１と３台のＳＴＡ２６１、２６２、及び２６３によって無線ＬＡＮネットワークが構成されており、ＡＰ及び各ＳＴＡはそれぞれ送信すべきフレームを有しているとする。時刻２１１から時刻２１２までは競合期間２０１であり、図１における競合期間１０３に相当する。また、時刻２１２以降はフレーム伝送期間２０２であり、図１におけるフレーム伝送期間１０４に相当する。競合期間２０１は複数のスロット（ここでは、時刻の早い順に、２８１、２８２、２８３、２８４、２８５、２８６、２８７、及び２８８の８スロット）で構成されており、フレーム伝送期間２０２を利用したいＡＰ及び各ＳＴＡは、競合期間２０１内のいずれかのスロットで競合信号を送信し、最も早いスロットで信号を送信したＡＰもしくはＳＴＡがフレーム伝送期間２０２におけるメディアアクセス権を獲得することになる。また、自身が競合信号を送信する前に他の端末が送信した競合信号を受信した端末は、自身の競合信号の送信を中止すると共に、続くフレーム伝送期間２０２におけるメディアアクセス権は獲得できなくなる。この際、各端末は競合期間内の各スロットにおける受信信号レベルと、競合信号特有の信号パターンを捕捉することで、他の端末が競合信号を送信したことを検出することが可能となっている。
【０００６】
具体的には、競合期間２０１が開始されると、ＡＰ及び各ＳＴＡは、乱数を用いて競合期間２０１内のいずれのスロットにおいて競合信号を送信するかを決定する。図２では、ＡＰはスロット２８５に、ＳＴＡ２６１、２６２、及び２６３は、それぞれスロット２８７、２８３、及び２８５に競合信号を送信するようになっている。この例では、ＳＴＡ２６２が最も早い時刻のスロット２８３に競合信号を送信し、競合期間２０１の残りとフレーム伝送期間２０２を利用してフレームの送信を行う。他の端末、すなわちＡＰ及び、ＳＴＡ２６１とＳＴＡ２６３は、スロット２８３においてＳＴＡ２６２が送信した競合信号を受信した時点で、競合に敗れたことを認識し、続くフレーム伝送期間でのフレーム送信を断念する。
【０００７】
以上のように、無線ＬＡＮでは、ＡＰ及び各ＳＴＡが競合によってメディアアクセス権を獲得することで、自立分散的なネットワークアクセス制御を実現している。
【非特許文献１】アイトリプルイー・スタンダード（ＩＥＥＥ  Ｓｔｄ）８０２．１１，「ワイヤレス・ラン・メディアム・アクセス・コントロール・アンド・フィジカル・レイヤー・スペシフィケーションズ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ＬＡＮ  Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＭＡＣ）  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｌａｙｅｒ（ＰＨＹ）  ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ）」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、このような無線ＬＡＮのＤＣＦによるアクセス制御では、必ずしも唯一の端末が競合に勝つとは限らない、という問題がある。
【０００９】
図３は、無線ＬＡＮのＤＣＦによるアクセス制御で問題が発生する場合のメディアアクセス例である。図３の例では、図２と同じくＡＰ３５１と３台のＳＴＡ３６１、３６２、及び３６３によってネットワークが構成されており、ＡＰ及び各ＳＴＡはそれぞれ送信すべきフレームを有しているとする。時刻３１１から時刻３１２までは競合期間３０１であり、図１における競合期間１０３に相当する。また、時刻３１２以降はフレーム伝送期間３０２であり、図１におけるフレーム伝送期間１０４に相当する。競合期間３０１は複数のスロット（ここでは、時刻の早い順に、３８１、３８２、３８３、３８４、３８５、３８６、３８７、及び３８８の８スロット）で構成されており、フレーム伝送期間３０２を利用したいＡＰ及び各ＳＴＡは、競合期間３０１内のいずれかのスロットで競合信号を送信し、最も早いスロットで信号を送信したＡＰもしくはＳＴＡがフレーム伝送期間３０２におけるメディアアクセス権を獲得することになる。また、自身が競合信号を送信する前に他の端末が送信した競合信号を受信した端末は、自身の競合信号の送信を中止すると共に、続くフレーム伝送期間３０２におけるメディアアクセス権は獲得できなくなる。
【００１０】
この例でも、図２の例と同じように、競合期間３０１が開始されると、ＡＰ及び各ＳＴＡは、乱数を用いて競合期間３０１内のいずれのスロットにおいて競合信号を送信するかを決定する。図３では、ＡＰはスロット３８５に、ＳＴＡ３６１、３６２、及び３６３は、それぞれスロット３８３、３８３、及び３８５に競合信号を送信するようになっている。この例では、ＳＴＡ３６１及びＳＴＡ３６２が、共に最も早い時刻のスロット３８３に競合信号を同時に送信する。このため、ＳＴＡ３６１及びＳＴＡ３６２が送信した競合信号３２１及び３２２は衝突するが、ＡＰ及びＳＴＡ３６３は、競合信号３２１及び３２２による受信レベルを検出することで、他の端末が競合信号を送信したと判断し、続くフレーム伝送期間３０２におけるフレーム伝送を断念する。しかし、通常の構成では送受信を同時に行うことはできない場合が多く、ＳＴＡ３６１及びＳＴＡ３６２は共に競合に勝ったと判断し、続くフレーム送信期間３０２においてフレーム送信を行う。このため、ＳＴＡ３６１が送信するフレーム３３１とＳＴＡ３６２が送信するフレーム３３２が衝突し、これらのフレームを受信すべき端末では受信に失敗する可能性が高くなる。（各送信端末と受信端末の空間的配置等により、場合によっては受信可能であることも考えられるが、可能性としては低い。）
【００１１】
また、仮にＳＴＡ３６１とＳＴＡ３６２が送受信を同時に行える機器構成を取っていたとしても、フレーム伝送期間３０２においてメディアアクセス権を有する端末がこの時点では決定できないため、フレーム伝送期間３０２を利用することはできない。
【００１２】
このように、複数の端末が同時に競合信号を送信すると一時的に通信メディアが正常に利用できない状態となるが、こういった競合信号の衝突は原理的に回避不可能である。また、このような衝突は、一定のスロット数に対して競合に参加する端末数が多くなるほど、増加する。
【００１３】
このため、競合に基づくメディアアクセス方式を設計する際には、競合に参加する端末数を考慮した上で競合のスロット数を規定することになるが、メディアアクセス方式を適用するネットワークによって競合に参加する端末数は大きく異なるため、場合によっては非常に衝突頻度の高い、すなわち伝送効率の低いネットワークとなってしまうことがある。
【００１４】
従って、通信メディアを有効に利用するためには、このような競合信号の衝突が発生する確率を可能な限り低減することが重要となる。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本書における発明は、上記の課題を解決するものである。
すなわち、通信ネットワークに属する各端末が競合によって通信媒体へのアクセス端末決定権を獲得し、前記アクセス端末決定権を獲得した端末が実施する制御によって前記通信媒体へのアクセス権、すなわち前記通信媒体へ通信信号を送信する権利を有する端末が決定される通信ネットワークにおいて、自端末が送信した競合信号と他端末が送信した競合信号の衝突が検出できない場合でも、競合プロセスを複数回の競合サブプロセスに分割することで、規定された時間の中で競合に勝ち残る端末が唯一となる確率を大幅に向上させるものである。
【００１６】
また、このような競合プロセスを実施する端末は、一回目の競合サブプロセスに先立って、競合への参加もしくは不参加を決定するプロセスを実施してもよい。この場合、競合への参加もしくは不参加は、自端末が送信すべきデータを有しているかどうか、自端末が有している送信データが他端末が有している送信データと比較して多いか少ないか、またその比率や差分がどの程度か、等を利用することができる。さらには、競合への参加もしくは不参加を決定する際に、乱数を使用してもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明を適用することにより、予め定められた時間内で、競合に勝ち残る端末が唯一となる確率を大幅に向上させることが可能となり、通信メディアを有効に利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明を行う。
（第１の実施形態）
第１の実施形態では、図４の通信ネットワークを考える。ネットワーク４０１は、端末４１１、４１２、４１３、４１４、４１５、４１６、４１７及び４１８の８台の端末によって構成されており、これらの端末は競合によってネットワークに対するアクセス権を決定する。また、８台の端末すべてが互いに通信可能であるとする。
【００１９】
図５は、図４の通信ネットワークにおいて、従来方式の競合を実施した場合の例である。時刻５１１から時刻５１２までの競合期間５０１を、スロット５８１〜５９６までの１６スロットに分割し、各端末がいずれかのスロットに競合信号を送信しようとする。この図では、端末４１１と端末４１７がスロット５８３に、端末４１２がスロット５８５に、端末４１３がスロット５８６に、端末４１５と端末４１６がスロット５８９に、端末４１４がスロット５９３に、端末４１８がスロット５９４に、それぞれ競合信号を送信しようとしている。実際には、スロット５８３において端末４１１と端末４１７がそれぞれ競合信号５２１と５２７を送信するため、これらによって他の端末は競合に敗れたことを認識する。しかし、競合信号５２１と５２７が衝突しているため、どの端末も競合期間５０１に続くフレーム送信期間を利用することはできない。
【００２０】
これに対し、本書の発明を適用した例を、図６に示す。図６では、図５の競合期間５０１を、二つの競合期間に分割し、それぞれを競合期間Ａ（６０１）と競合期間Ｂ（６０２）としている。また、図５の競合期間５０１における１６のスロットを競合期間Ａと競合期間Ｂに等分し、それぞれが８つのスロットを有している（競合期間Ａはスロット６８１〜６８８を、競合期間Ｂはスロット６９１唐９８を有する）。
【００２１】
この例について、端末４１１〜４１８が従う競合手順のフローを、図７Ａに示す。競合が開始される（ステップ７０１）と、競合に参加する各端末は、競合期間Ａにおいて競合信号を送信するスロットを決定する（ステップ７０２）。競合期間Ａが始まる（ステップ７０３）と、競合期間Ａに参加する各端末は、競合期間Ａ内のスロット６８１〜６８８毎に、ステップ７０２において自端末が競合信号を送信すると決定したスロットかどうかを判断する（ステップ７０４）。競合信号を送信するスロットであると判断した場合、端末は競合信号を送信する（ステップ７０５）。競合信号を送信した端末は、競合期間Ａにおける勝ち残り端末となり、競合期間Ａが終了するまで待つ（ステップ７０６）。競合信号を送信しなかった端末は、他の端末が送信した競合信号を受信したかどうかを判断し（ステップ７０７）、競合信号を受信していなければ次のスロットへ、競合信号を受信していれば競合への参加を中止し（ステップ７０８）、競合に負けたと判断して終了する（ステップ７１６）。以上のステップによって、競合期間Ａにおいて最も早い時刻のスロットで競合信号を送信した１つ以上の端末が勝ち残り、残りのすべての端末が競合に負けたと判断して競合への参加を中止することになる。競合期間Ａに勝ち残った端末は、続いて競合期間Ｂにおいて競合信号を送信するスロットを決定する（ステップ７０９）。競合期間Ｂが始まる（ステップ７１０）と、競合期間Ｂに参加する各端末（すなわち競合期間Ａに勝ち残った端末）は、競合期間Ｂ内のスロット６９１〜６９８毎に、ステップ７０９において自端末が競合信号を送信すると決定したスロットかどうかを判断する（ステップ７１１）。競合信号を送信するスロットであると判断した場合、端末は競合信号を送信し（ステップ７１２）、競合期間Ｂに勝ち残ったと判断し、最終的に競合に勝ち残ったと判断する（ステップ７１３）。競合信号を送信しなかった端末は、他の端末が送信した競合信号を受信したかどうかを判断し（ステップ７１４）、競合信号を受信していなければ次のスロットへ、競合信号を受信していれば競合への参加を中止し（ステップ７１５）、競合に負けたと判断して終了する（ステップ７１６）。以上のステップによって、競合期間Ｂにおいて最も早い時刻のスロットで競合信号を送信した１つ以上の端末が勝ち残り、残りのすべての端末が競合に負けたと判断して競合への参加を中止することになる。
【００２２】
図６では、以上のアルゴリズムに基づいて、ネットワーク４０１内の各端末４１１〜４１８が競合を行う例を示している。競合期間Ａにおいて、端末４１１、４１３、及び端末４１７はスロット６８２に、端末４１４はスロット６８３に、端末４１２、４１６、及び端末４１８はスロット６８５に、端末４１５はスロット６８７に、それぞれ競合信号を送信しようとする。実際には、端末４１１、４１３、及び端末４１７がスロット６８２において競合信号を送信するため、この競合信号を検出した他の端末は、競合信号の送信を中止する。図７Ａのアルゴリズムによると、競合開始（ステップ７０１）後、端末４１１〜４１８は競合期間Ａにおいて競合信号を送信するスロットを決定する（ステップ７０２）。競合期間Ａ開始（ステップ７０３）後、スロット６８２において端末４１１、４１３、及び端末４１７が競合信号を送信する（ステップ７０５）ため、他のすべての端末はスロット６８２において競合信号を受信するので、競合への参加を中止し（ステップ７０８）、競合に負けたと判断して終了する（ステップ７１６）。以上で、競合期間Ａが終了し、端末４１１、４１３、及び端末４１７が勝ち残る。
【００２３】
続いて、競合期間Ｂでは、端末４１３がスロット６９３に、端末４１７がスロット６９６に、端末４１１がスロット６９７に、それぞれ競合信号を送信しようとする。実際には、端末４１３がスロット６９３において競合信号を送信するため、この競合信号を検出した端末４１１及び端末４１７は、競合信号の送信を中止する。図７Ａのアルゴリズムによると、競合期間Ａに勝ち残った端末４１１、４１３、及び端末４１７は、競合期間Ｂにおいて競合信号を送信するスロットを決定する（ステップ７０９）。競合期間Ｂ開始（ステップ７１０）後、スロット６９３において端末４１３が競合信号を送信する（ステップ７１２）ため、端末４１１及び端末４１７はスロット６９３において競合信号を受信し、競合への参加を中止して（ステップ７１５）、競合に負けたと判断して終了する（ステップ７１６）。以上によって、最終的に端末４１３のみが競合に勝ち残ることになる。
【００２４】
図７Ｂに、本実施形態のための装置構成を示す。本実施形態を実現する装置は、以下の構成を必要とする。送信処理部７８１は、送信データを処理して伝送Ｉ／Ｆ部７８２に引き渡す。この際、通信制御部７８３から得られる情報が利用される。通信制御部７８３は、送信データの有無や通信メディアの状態、受信信号の内容等から、信号送信のタイミング等を決定する処理部である。また、伝送Ｉ／Ｆ部７８２から受信した信号は受信処理部７８５に渡され、必要に応じて受信データが抽出される。ここで、競合に関する処理は、通信制御部７８３の一部である競合制御部７８４によって行われる。
【００２５】
第１の実施形態の装置構成は、図７Ｃのようにしてもよい。図７Ｃの装置構成では、送信データを処理して伝送Ｉ／Ｆ部７９３に引き渡す送信処理部７９１、送信データの有無や通信メディアの状態、受信信号の内容等から、信号送信のタイミング等を決定する通信制御部７９２、Ｉ／Ｆ部７８２から受信した信号が引き渡されて処理される受信処理部７９４とは独立した、競合制御のためのブロックを有している。すなわち、競合制御部７９６は通信制御部７９２から独立して存在し、競合制御部７９６からの指示に従って競合信号を送信する競合信号送信処理部７９５、競合信号送信処理部７９５からの信号を外部に送信すると共に、外部から受信した競合信号を競合信号受信処理部７９８に引き渡す働きをする競合信号伝送Ｉ／Ｆ部７９７を別途有するものである。なお、競合制御部７９６は、必要に応じてデータ伝送Ｉ／Ｆ部７９３を制御してもよい。
【００２６】
このように、本書で開示する発明を用いることで、競合に利用する時間を増やすことなく、通信媒体の利用効率を飛躍的に向上させることができる。
【００２７】
なお、本第１の実施形態では、競合期間Ａと競合期間Ｂに等しく８つのスロットを設定しているが、競合期間Ａに与えるスロット数と競合期間Ｂに与えるスロット数は異なってもよい。
【００２８】
（第２の実施形態）
第２の実施形態でも、図４の通信ネットワークを考える。ネットワーク４０１は、端末４１１、４１２、４１３、４１４、４１５、４１６、４１７及び４１８の８台の端末によって構成されており、これらの端末は競合によってネットワークに対するアクセス権を決定する。また、８台の端末すべてが互いに通信可能であるとする。
【００２９】
図８は、第２の実施形態におけるメディアアクセスの一例を示す図である。第２の実施形態では、第１の実施形態での競合プロセスに先立って、競合に参加するかどうかを決定するプロセスを実施する。具体的には、時刻８１１において競合期間が始まると、各端末は予め定められた手順に従って競合に参加するかどうかを決定する。
【００３０】
この例について、端末４１１〜４１８が従う競合手順のフローを、図９に示す。競合が開始される（ステップ９０１）と、競合に参加する各端末は、予め定められた手順に従って、競合に参加するかどうかを決定する（ステップ９０２）。競合への参加・不参加を決定する手段としては、乱数を用いる、自端末が送信すべきデータが存在するか否か、自端末が送信すべきデータ量が、他端末が送信すべきデータ量と比較して多いか少ないか、またその比率や差分等を利用してよい。ステップ９０２によって競合に参加しないと判断した場合は、競合への参加プロセスを終了する（ステップ９０４）。ステップ９０２において競合へ参加すると判断した場合は、競合期間Ａにおいて競合信号を送信するスロットを決定する（ステップ９０５）。競合期間Ａが始まる（ステップ９０６）と、競合期間Ａに参加する各端末は、競合期間Ａ内のスロット８８１〜８８４毎に、ステップ９０５において自端末が競合信号を送信すると決定したスロットかどうかを判断する（ステップ９０７）。競合信号を送信するスロットであると判断した場合、端末は競合信号を送信する（ステップ９０８）。競合信号を送信した端末は、競合期間Ａにおける勝ち残り端末となり、競合期間Ａが終了するまで待つ（ステップ９０９）。競合信号を送信しなかった端末は、他の端末が送信した競合信号を受信したかどうかを判断し（ステップ９１０）、競合信号を受信していなければ次のスロットへ、競合信号を受信していれば競合への参加を中止し（ステップ９１１）、競合に負けたと判断して終了する（ステップ９１９）。以上のステップによって、競合期間Ａにおいて最も早い時刻のスロットで競合信号を送信した１つ以上の端末が勝ち残り、残りのすべての端末が競合に負けたと判断して競合への参加を中止することになる。競合期間Ａに勝ち残った端末は、続いて競合期間Ｂにおいて競合信号を送信するスロットを決定する（ステップ９１２）。競合期間Ｂが始まる（ステップ９１３）と、競合期間Ｂに参加する各端末（すなわち競合期間Ａに勝ち残った端末）は、競合期間Ｂ内のスロット９９１〜９９４毎に、ステップ９１２において自端末が競合信号を送信すると決定したスロットかどうかを判断する（ステップ９１４）。競合信号を送信するスロットであると判断した場合、端末は競合信号を送信し（ステップ９１５）、競合期間Ｂに勝ち残ったと判断し、最終的に競合に勝ち残ったと判断する（ステップ９１６）。競合信号を送信しなかった端末は、他の端末が送信した競合信号を受信したかどうかを判断し（ステップ９１７）、競合信号を受信していなければ次のスロットへ、競合信号を受信していれば競合への参加を中止し（ステップ９１８）、競合に負けたと判断して終了する（ステップ９１９）。以上のステップによって、競合期間Ｂにおいて最も早い時刻のスロットで競合信号を送信した１つ以上の端末が勝ち残り、残りのすべての端末が競合に負けたと判断して競合への参加を中止することになる。
【００３１】
図８では、以上のアルゴリズムに基づいて、ネットワーク４０１内の各端末４１１〜４１８が競合を行う例を示している。
【００３２】
競合期間が開始されると、各端末４１１〜４１８はまず競合に参加するかどうかを決定する（ステップ９０２）。この例では、端末４１１、４１３、４１６、４１７、及び端末４１８が競合への参加を決定している。端末４１２、４１４、及び端末４１５は競合へ参加しないと決定し、この時点で競合期間Ａに競合信号を送信しないことが決定する。
【００３３】
競合への参加を決定した端末は、競合期間Ａ内のいずれのスロットで競合信号を送信するかを決定する（ステップ９０５）。競合期間Ａにおいて、端末４１１及び端末４１３はスロット８８１に、端末４１６はスロット８８２に、端末４１７及び端末４１８はスロット８８３に、それぞれ競合信号を送信しようとする。実際には、端末４１１及び端末４１３がスロット８８１において競合信号を送信するため、この競合信号を検出した他の端末は、競合信号の送信を中止する。図９のアルゴリズムによると、競合期間Ａ開始（ステップ９０６）後、スロット８８１において端末４１１及び端末４１３が競合信号を送信する（ステップ９０８）ため、他のすべての端末はスロット８８１において競合信号を受信するので、競合への参加を中止し（ステップ９１１）、競合に負けたと判断して終了する（ステップ９１９）。以上で、競合期間Ａが終了し、端末４１１及び端末４１３が勝ち残る。
【００３４】
続いて、競合期間Ｂでは、端末４１３がスロット８９２に、端末４１１がスロット８９４に、それぞれ競合信号を送信しようとする。実際には、端末４１３がスロット８９２において競合信号を送信するため、この競合信号を検出した端末４１１は、競合信号の送信を中止する。図９のアルゴリズムによると、競合期間Ａに勝ち残った端末４１１及び端末４１３は、競合期間Ｂにおいて競合信号を送信するスロットを決定する（ステップ９１２）。競合期間Ｂ開始（ステップ９１３）後、スロット８９２において端末４１３が競合信号を送信する（ステップ９１５）ため、端末４１１はスロット８９２において競合信号を受信し、競合への参加を中止して（ステップ９１８）、競合に負けたと判断して終了する（ステップ９１９）。以上によって、最終的に端末４１３のみが競合に勝ち残ることになる。
【００３５】
このように、第１の実施形態で示した競合期間に先立って競合への参加・不参加を決定することで、競合期間Ａに参加する端末数を減らすことができるため、特にネットワークに属する端末数が、競合に利用できるスロット数に比べて非常に多い場合等に有効である。
【００３６】
第２の実施形態の装置は、第１の実施形態と同じく図７Ｂもしくは図７Ｃのように構成することができる。競合への参加・不参加の決定は、図７Ｂでは競合制御部７８４、図７Ｃでは競合制御部７９６によって処理される。
【００３７】
（第３の実施形態）
第３の実施形態でも、図４の通信ネットワークを考える。ネットワーク４０１は、端末４１１、４１２、４１３、４１４、４１５、４１６、４１７及び４１８の８台の端末によって構成されており、これらの端末は競合によってネットワークに対するアクセス権を決定する。また、８台の端末すべてが互いに通信可能であるとする。
【００３８】
図１０は、第３の実施形態におけるメディアアクセスの一例を示す図である。第３の実施形態では、競合プロセスをＫ回（Ｋ≧２）の競合サブプロセスＣ（ｉ）（ｉ  ＝  １，２，．．．，Ｋ）に分割することを特徴とする。図１０において黒く塗りつぶした四角で表現されている部分は、当該端末が競合期間Ｃ（ｉ）に参加することを意味している。例えば、時刻１０１１から時刻１０１２までの競合期間Ｃ（１）においては、端末４１１〜４１８のすべての端末の右側に黒く塗りつぶした四角が描かれているが、これは、端末４１１〜４１８のすべての端末が競合区間Ｃ（１）に参加することを意味している。次に、時刻１０１２から時刻１０１３までの競合区間Ｃ（２）においては、端末４１１、４１３、４１５、及び端末４１６の行にのみ黒く塗りつぶした四角が描かれている。これは、競合区間Ｃ（１）において端末４１１、４１３、４１５、及び端末４１６のみが勝ち残り、これら４端末のみが競合区間Ｃ（２）に参加することを意味している。さらに、競合区間Ｃ（２）では端末４１１が競合に敗れ、時刻１０１３から時刻１０１４までの競合区間Ｃ（３）には端末４１３、４１５、及び端末４１６のみが参加する。このようなプロセスを繰り返し、最終的に時刻１０１８から時刻１０１９までの競合区間Ｃ（Ｋ）には端末４１５と端末４１６のみが参加し、競合区間Ｃ（Ｋ）における競合によって端末４１５が勝ち残っている。
【００３９】
図１１及び図１２は、第３の実施形態を実現するために、ネットワークに属する各端末が従うべきフローを示したものである。競合が開始される（ステップ１１０１）と、各端末は１回目の競合サブプロセス（ステップ１１０３）を実施する。１回目の競合サブプロセス（図１２で詳細を記述）が実施されると、各端末は１回目の競合サブプロセスにおいて勝ち残ったかどうかを判断する（ステップ１１０４）。１回目の競合サブプロセスに敗れた端末は、競合に負けたと判断（ステップ１１０７）し、競合手順を終了する。１回目の競合サブプロセスに勝ち残った端末は、２回目の競合サブプロセスに移行する（ステップ１１０５→１１０２→１１０３）。２回目の競合サブプロセスにおいても、１回目の競合サブプロセスと同様に各端末は競合サブプロセスに勝ち残ったかどうかを判断し（ステップ１１０４）、競合サブプロセスに敗れた端末は、競合に負けたと判断（ステップ１１０７）し、競合手順を終了する。同様に、Ｋ回目の競合サブプロセスまでが実施され、Ｋ回目の競合サブプロセスに勝ち残った端末が、競合に勝ち残った端末となる（ステップ１１０６）。
【００４０】
競合サブプロセスの詳細を、図１２を用いて説明する。競合サブプロセスが開始される（ステップ１２０１）と、競合に参加する各端末は、競合サブプロセス期間において競合信号を送信するスロットを決定する（ステップ１２０２）。競合サブプロセス期間中、競合サブプロセスに参加する各端末は、競合サブプロセス内のスロット毎に、ステップ１２０２において自端末が競合信号を送信すると決定したスロットかどうかを判断する（ステップ１２０４）。競合信号を送信するスロットであると判断した場合、端末は競合信号を送信する（ステップ１２０５）。競合信号を送信した端末は、競合サブプロセスにおいて勝ち残ったと判断する（ステップ１２０６）。競合信号を送信しなかった端末は、他の端末が送信した競合信号を受信したかどうかを判断し（ステップ１２０７）、競合信号を受信していなければ次のスロットへ、競合信号を受信していれば競合への参加を中止し（ステップ１２０８）、競合に負けたと判断して終了する（ステップ１２０９）。
【００４１】
なお、各競合サブプロセスに配分するスロット数は、総スロット数をＫ個に等分したものでも、そうでなくてもよい。
【００４２】
第３の実施形態の装置は、第１の実施形態と同じく図７Ｂもしくは図７Ｃのように構成することができる。
【００４３】
以上、３種類の実施形態を示したが、これらの実施形態において、送信処理部、受信処理部、通信制御部、競合制御部、競合信号送信処理部、競合信号受信処理部等の各機能ブロックは典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されても良いし、一部又は全てを含むように１チップ化されても良い。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
【００４４】
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用しても良い。
【００４５】
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
【００４６】
また、上記した各実施形態は、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク等）に格納された上述した処理手順を実行可能な所定のプログラムデータが、ＣＰＵによって解釈実行されることで実現してもよい。この場合、プログラムデータは、記録媒体を介して記憶装置内に導入されてもよいし、記録媒体上から直接実行されてもよい。ここで、記録媒体とは、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリ、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスクメモリ、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ、ＢＤ等の光ディスク、メモリカード等の記録媒体をいう。また、記録媒体は、電話回線や搬送路等の通信媒体も含む概念である。
【００４７】
また、以下に、上記各実施形態の実際のネットワークシステムに応用した例をに示す。図１３は、本書で開示する発明を高速電灯線伝送に適用したもので、電灯線に、本書で開示する発明を含むモジュールを介して、Ｅｔｈｅｒｎｅｔインターフェース、ＩＥＥＥ１３９４インターフェース、ＵＳＢインターフェース等を設け、パーソナルコンピュータ、ＤＶＤレコーダ、デジタルテレビ、ホームサーバシステム等のマルチメディア機器を接続することにより、電灯線を媒体としたマルチメディアデータ等のデジタルデータを高速伝送するネットワークシステムを構築することが可能となる。この結果、従来の有線ＬＡＮのようにネットワークケーブルを新たに敷設することなく、家庭、オフィス等に既に設置されている電灯線をそのままネットワーク回線として利用できるので、コスト面、設置の容易性からその利便性は大きい。
【００４８】
上記の形態は、既存のマルチメディア機器の信号インターフェースを電灯線通信のインターフェースに変換するアダプタを介することによって、既存の機器を電灯線通信に適用する場合であるが、将来的にはパーソナルコンピュータ、ＤＶＤレコーダ、デジタルテレビ、ホームサーバシステム等のマルチメディア機器が本発明を含む機能を内蔵することにより、マルチメディア機器の電源コードを介して機器間のデータ伝送が可能になる。この場合、図１３に示したようにアダプタやＥｔｈｅｒｎｅｔケーブル、ＩＥＥＥ１３９４ケーブル、ＵＳＢケーブル等が不要になり、配線が簡略化される。
【００４９】
また、ルータを介してインターネットへの接続や、無線ＬＡＮや従来の有線ケーブルのＬＡＮにハブ等を用いて接続することができるので、本発明の高速電灯線伝送システムを用いたＬＡＮシステムの拡張に何らの問題も生じない。
【００５０】
また、電灯線伝送により電灯線を介して流される通信データは、電灯線に直接接続して傍受する以外に無線ＬＡＮで問題となる傍受によるデータ漏洩の問題が生じないので、電灯線伝送方式は、セキュア面からのデータ保護にも効果を有する。もちろん、電灯線上を流れるデータは、例えばＩＰプロトコルにおけるＩＰＳｅｃ、コンテンツ自身の暗号化、その他のＤＲＭ方式等で保護されている。
【００５１】
従来の電灯線通信に比べ、上記のコンテンツ暗号化による著作権保護機能や、本発明の効果である効率的な通信メディアの利用、さらにはＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）機能を実装することによって、電灯線を用いた高品質なＡＶコンテンツの伝送が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明におけるメディアアクセス制御方式は、競合に基づくメディアアクセスを行う通信ネットワークにおいてメディア上での信号の衝突確率を大幅に低減させる効果を与え、通信モデムや通信機能を有する電気製品等に対して有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】従来技術である無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１）における、ＤＣＦによるメディアアクセスの概要
【図２】従来技術である無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１）における、ＤＣＦによるメディアアクセスの例
【図３】従来技術である無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１）における、ＤＣＦによるメディアアクセスの例（衝突が発生する場合）
【図４】第１の実施形態におけるネットワーク構成
【図５】第１の実施形態に従来の競合制御を適用した場合のメディアアクセスの例
【図６】第１の実施形態のメディアアクセス例
【図７Ａ】第１の実施形態における各端末の動作フローチャート
【図７Ｂ】すべての実施形態の第一の装置構成
【図７Ｃ】すべての実施形態の第二の装置構成
【図８】第２の実施形態のメディアアクセス例
【図９】第２の実施形態における各端末の動作フローチャート
【図１０】第３の実施形態のメディアアクセス例
【図１１】第３の実施形態における各端末の動作フローチャート
【図１２】第３の実施形態における各端末の動作フローチャートのサブプロセス
【図１３】本書で開示する発明を電灯線通信システムに適用したシステム構成例
【符号の説明】
【００５４】
１０１  ＢＵＳＹ状態
１０２  ＤＩＦＳ
１０３、３０１、５０１、６０１、６０２、８０１、８０２、１００１〜１００３、１００８、１００９  競合期間
１０４、３０２  フレーム伝送期間
２１１、２１２、３１１、３１２、５１１、５１２、６１１、６１２、８１１、８１２、１０１１〜１０１３、１０１７〜１０１９  時刻
２２０〜２２３、３２０〜３２３、５２１〜５２８  競合信号
２３２、３３１、３３２  フレーム
２５１、３５１  ＡＰ
２６１〜２６３、３６１〜３６３  ＳＴＡ
２８１〜２８８、３８１〜３８８、５８１〜５９６、６８１〜６８８、６９１〜６９８、８８１〜８８４、８９１〜８９４  スロット
４０１  ネットワーク
４１１〜４１８  端末
７８１、７９１  送信処理部
７８２  伝送Ｉ／Ｆ
７８３、７９２  通信制御部
７８４、７９６  競合制御部
７８５、７９４  受信処理部
７９３  データ伝送Ｉ／Ｆ
７９５  競合信号送信処理部
７９７  競合信号伝送Ｉ／Ｆ
７９８  競合信号受信処理部
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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