(57)【要約】【課題】さらされ端末問題を解決し、必要以上に近隣の端末の通信を止めてしまうことのない、無線ネットワークにおける通信方法、無線ネットワークにおける通信プログラム、及び無線通信システムを得る。【解決手段】送受信ともに周波数帯域が共通で、かつ送信電力が一定の無線信号を用い、キャリアセンスによりアクセス制御を行う、無線ネットワークにおける通信方法であって、送信元端末が、直接通信可能範囲内にある送信先端末に通信要求パケットを送信するステップと、送信先端末が、送信元端末に通信許可パケットを返信するステップとを有し、送信元端末及び送信先端末以外の端末は、通信要求パケットを受信した際には、無線信号の送信を一時的に停止するとともに、通信許可パケットを受信した際には、無線信号の送信を一時的に停止することを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送受信ともに周波数帯域が共通で、かつ送信電力が一定の無線信号を用い、キャリアセンスによりアクセス制御を行う、無線ネットワークにおける通信方法であって、
送信元端末が、直接通信可能範囲内にある送信先端末に通信要求パケットを送信するステップと、
前記送信先端末が、前記送信元端末に通信許可パケットを返信するステップとを有し、
前記送信元端末及び前記送信先端末以外の端末は、前記通信要求パケットを受信した際には、無線信号の送信を一時的に停止するとともに、
前記通信許可パケットを受信した際には、無線信号の送信を一時的に停止する
ことを特徴とする無線ネットワークにおける通信方法。
【請求項２】
前記送信元端末及び前記送信先端末以外の端末は、
前記通信要求パケットを受信した後、あらかじめ定められた応答時間内に通信許可パケットを受信しない場合は、
前記送信先端末は直接通信可能範囲内にないものと判断することを特徴とする請求項１に記載の無線ネットワークにおける通信方法。
【請求項３】
前記送信元端末及び前記送信先端末以外の端末は、
前記通信要求パケットを受信した後、あらかじめ定められた応答時間内に通信許可パケットを受信しない場合において、
前記通信要求パケットを送信した端末からのパケットを受信している間は、
自端末からパケットを送信しても、当該端末の通信を妨害しないものと判断して、自端末の通信を行う
ことを特徴とする請求項２に記載の無線ネットワークにおける通信方法。
【請求項４】
前記送信元端末及び前記送信先端末以外の端末は、
前記通信要求パケットを受信した後、あらかじめ定められた応答時間内に通信許可パケットを受信しない場合において、
前記通信要求パケットを送信した端末からのパケットを受信していない間は、
自端末からパケットを送信すると、当該端末の通信を妨害するものと判断して、自端末の通信を停止する
ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の無線ネットワークにおける通信方法。
【請求項５】
前記送信元端末及び前記送信先端末以外の端末は、
前記通信要求パケットを受信せず、前記通信許可パケットのみを受信した際には、
前記送信元端末は直接通信可能範囲内にないものと判断することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の無線ネットワークにおける通信方法。
【請求項６】
前記送信元端末及び前記送信先端末以外の端末は、
前記通信要求パケットを受信せず、前記通信許可パケットのみを受信した場合において、
前記通信許可パケットを送信した端末からのパケットを受信している間は、
自端末からパケットを送信しても、当該端末の通信を妨害しないものと判断して、自端末の通信を行う
ことを特徴とする請求項５に記載の無線ネットワークにおける通信方法。
【請求項７】
前記送信元端末及び前記送信先端末以外の端末は、
前記通信要求パケットを受信せず、前記通信許可パケットのみを受信した場合において、
前記通信許可パケットを送信した端末からのパケットを受信していない間は、
自端末からパケットを送信すると、当該端末の通信を妨害するものと判断して、自端末の通信を停止する
ことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の無線ネットワークにおける通信方法。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の無線ネットワークにおける通信方法をコンピュータに実行させることを特徴とする無線ネットワークにおける通信プログラム。
【請求項９】
請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の無線ネットワークにおける通信方法を実行する無線通信端末を１ないし複数備えたことを特徴とする無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線ネットワークにおける通信方法、無線ネットワークにおける通信プログラム、及び無線通信システムに関するものであり、特に、端末間におけるメディアアクセス制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信において、近隣の複数の端末が同時に電波を送信すると干渉を起こし、相手の端末に電波が届かない場合がある。そこで、近隣の端末が同時に電波を送信しないために、電波の送信制御を行う。この制御のことをアクセス制御と呼び、これには、例えば、ＣＳＭＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式等がある（非特許文献１）。
ＣＳＭＡ方式は、近隣の電波を観察し、近隣の端末が電波を送信していないことを確認した後に、自分の送信を開始する方式である。この方式により、近隣端末の電波送信状況を全く確認しない方式に比べて、干渉は軽減する。しかし、ＣＳＭＡ方式を用いたとしても、隠れ端末問題と呼ばれる干渉問題が発生する可能性がある。
【０００３】
隠れ端末問題を回避する方法のひとつとして、ＭＡＣＡ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｌｌiｓｉｏｎ  Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）方式が提案されている（非特許文献２）。
ＭＡＣＡ方式は、「送信する端末の近隣に存在する端末」および「受信する端末の近隣に存在する端末」に対し、あらかじめ確認用のパケット（電波）を送信し、該近隣の端末に対して、送信する端末と受信する端末以外は電波の送信を一時的に止めるように促し、送信する端末と受信する端末間で無線伝送媒体を占有して通信を行う方式である。これにより、受信する端末は、近隣の端末から妨害されることなく、送信する端末から電波を受信することができる。つまり、隠れ端末問題を解決することができる。
【０００４】
【非特許文献１】Ｌ．Ｋｌｅｉｎｒｏｃｋ，”Ｐａｃｋｅｔ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  ｉｎ  Ｒａｄｉｏ  Ｃｈａｎｎｅｌｓ：Ｐａｒｔ  Ｉ−Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｏｄｅｓ  ａｎｄ  Ｔｈｅｉｒ  Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ−Ｄｅｌａｙ  Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ”，ＩＥＥＥ  ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ  ＯＮ  ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ，ｖｏｌ．ｃｏｍ−２３，ｎｏ  １２  Ｄｅｃｅｍｂｅｒ  １９７５
【非特許文献２】Ｐ．Ｋａｒｎ，”ＭＡＣＡ  −  Ａ  Ｎｅｗ  Ｃｈａｎｎｅｌ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｒａｄｉｏ”，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＡＲＲＬ／ＣＲＲＬ  Ａｍａｔｅｕｒ  Ｒａｄｉｏ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  １９９０，ｐｐ．１３４−１４０，Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ  １９９０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＭＡＣＡ方式を利用した場合、必要以上に近隣の端末の通信を止めてしまうことがある。
例えば、自端末の送信電波が、確認用のパケットを送信した端末には到達するが、さらにその反対側に存在する端末には到達しないような場合を考える。
このような場合、自端末の送信電波は反対側に存在する端末には到達しないので、確認用のパケットを送信した端末と、その通信相手となる反対側に存在する端末との間の通信は、自端末の送信電波により妨害されることはない。
しかし、ＭＡＣＡ方式を利用した場合、確認用のパケットを受信したことにより、自端末は電波の送信を一時的に停止するので、電波妨害を惹起しないような通信までも制限されてしまうことになる。
このような現象を、さらされ端末問題という。
【０００６】
そのため、上記のようなさらされ端末問題を解決し、必要以上に近隣の端末の通信を止めてしまうことのない、無線ネットワークにおける通信方法、無線ネットワークにおける通信プログラム、及び無線通信システムが望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る無線ネットワークにおける通信方法は、
送受信ともに周波数帯域が共通で、かつ送信電力が一定の無線信号を用い、キャリアセンスによりアクセス制御を行う、無線ネットワークにおける通信方法であって、
送信元端末が、直接通信可能範囲内にある送信先端末に通信要求パケットを送信するステップと、
前記送信先端末が、前記送信元端末に通信許可パケットを返信するステップとを有し、
前記送信元端末及び前記送信先端末以外の端末は、前記通信要求パケットを受信した際には、無線信号の送信を一時的に停止するとともに、
前記通信許可パケットを受信した際には、無線信号の送信を一時的に停止する
ことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る無線ネットワークにおける通信方法によれば、
さらされ端末問題を解決し、近隣の端末の電波を妨害する可能性がない場合には、状況を判断して電波を送信することを可能にする。これにより、無駄に通信を停止させる端末が減少するため、全体として、より効率的な通信を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る無線ネットワークにおける通信方法を実行する無線通信端末の構成例を示すものである。
端末（１０１）は、アンテナ（１０２）、送受信制御部（１０３）、経路選択制御部（１０４）、および、アクセス制御部（１０５）から構成される。
アンテナ１０２は、無指向性のものを使用する。送受信は共に共通の周波数帯域を利用し、送信と受信は同時に行えないものとする。
送受信制御部１０３は、送信するパケットおよび受信するパケットの制御を行う。
経路選択制御部１０４は、パケットを宛先に届けるまでに、どの通信経路を選択すればよいかを制御する。
アクセス制御部１０５は、無線伝送媒体を利用する端末がどのタイミングで利用するかの制御を行う。また、キャリアセンス機能部（１０６）を具備し、この機能により近隣の端末が電波を送信していることを検出できるとする。
なお、各端末は全て送信電力が一定であり、これにより、通信が可能な距離も一定であるとする。
【００１０】
送受信制御部１０３〜アクセス制御部１０５は、マイコンやＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）のような演算装置上に実装したソフトウェアにより実現することもできるし、回路デバイスのようなハードウェアを用いて実現することもできる。
【００１１】
次に、パケットフォーマットについて説明する。
本実施の形態１においては、「通信要求パケット」および「通信許可パケット」を利用して、データを送信する事前に通信の許可を確認する。
以下、それぞれのパケットフォーマットについて説明する。
【００１２】
図２は、通信要求パケットのフォーマットを説明するものである。
通信要求パケットは、パケットタイプ部２０１、送信元アドレス部２０２、送信先アドレス部２０３から構成される。
パケットタイプ部２０１には、パケットのタイプを識別するための一意の番号が入る。ここでは、仮に通信要求パケットのパケットタイプを１とする。
送信元アドレス部２０２には、通信を要求する端末のアドレスが入る。例えばＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を用いる場合には、通信を要求する端末のＩＰアドレスが格納される。
送信先アドレス部２０３には、通信を行う相手先の端末のアドレスが入る。例えばＩＰを用いる場合には、通信を行う相手先の端末のＩＰアドレスが格納される。
【００１３】
図３は、通信許可パケットのフォーマットを説明するものである。
通信許可パケットは、パケットタイプ部３０１、送信元アドレス部３０２、送信先アドレス部３０３から構成される。
パケットタイプ部３０１には、パケットのタイプを識別するための一意の番号が入る。ここでは、仮に通信許可パケットのパケットタイプを２とする。
送信元アドレス部３０２には、通信を許可した端末のアドレスが入る。例えばＩＰを用いる場合には、通信を要求する端末のＩＰアドレスが格納される。
送信先アドレス部３０３には、通信を要求した端末のアドレスが入る。例えばＩＰを用いる場合には、通信を行う相手先の端末のＩＰアドレスが格納される。
【００１４】
ここで、本発明の理解を容易にするため、隠れ端末問題とさらされ端末問題について説明する。
【００１５】
図１４は、ＣＳＭＡ方式における隠れ端末問題について説明するものである。
ＣＳＭＡ方式は、近隣の電波を観察し、近隣の端末が電波を送信していないことを確認した後に、自分の送信を開始する方式である。
しかし、図１４において、端末１（１４０１）と端末３（１４０３）の距離が離れており、端末１と端末３がお互いの電波を観察できない位置にある場合、端末１と端末３から通信可能な位置にある端末２（１４０２）に対して、同時に電波を送信すると干渉が起こる。この現象を隠れ端末問題と呼ぶ。
【００１６】
図１５は、ＭＡＣＡ方式におけるさらされ端末問題について説明するものである。
ＭＡＣＡ方式は、隠れ端末問題を解決するため、あらかじめ確認用のパケットを送信するものである。
そこで、図１５のように、端末１（１５０１）、端末２（１５０２）、端末３（１５０３）、および端末４（１５０４）が直列的に配置され、各端末は隣接する端末のみに電波が届く場合を考える。
端末２が端末１にパケットを送信している間は、端末２は近隣の端末である端末３に対して確認用のパケットを送信し、通信を一時的に止めるように指示する。
ここで、端末３が端末４に対して電波を送信しても、端末３の電波は端末１に直接的に届かないため、端末２から端末１へ送信する電波の妨害にはならない。
しかし、端末３は、端末２から一時的に電波の送信を止めるように支持を受けているため、端末４への送信を止めざるを得ない。
このような現象をさらされ端末問題という。
【００１７】
上述のように、事前に確認パケットを送信するＭＡＣＡ方式では、パケットの衝突に対して一定の効果をあげることができるが、さらされ端末問題の発生という課題が残る。
そこで、本発明では、事前に確認パケットを送信しつつ、上述のようなさらされ端末問題を解決する通信方法を提案する。
【００１８】
以後は、本実施の形態１における具体的な通信方法の説明に戻る。
【００１９】
図４は、端末間の通信を確立する手順について説明するものである。
図４において、端末Ａ、端末Ｂ、端末Ｃ、および端末Ｄが直列的に配置され、端末Ｂが端末Ｃと通信を行う場合を考える。ここでは、各端末は隣接する端末のみに電波が届くとする。
【００２０】
（１）
端末Ｂは、通信を開始する前に、通信を行う端末Ｃに通信の許可を得る必要がある。
そこで、端末Ｂは端末Ｃに通信要求パケットを送信する。
端末Ｂから送信された通信要求パケットは、端末Ｃに届く。
（１−ａ）
ステップ（１）において端末Ｂから送信された通信要求パケットは、端末Ａにも届く。
（２）
端末Ｃは、端末Ｂから通信要求パケットを受信し、該パケットを解析することで自分が宛先であることがわかる。したがって、端末Ｃは、端末Ｂとの通信を許可するために、端末Ｂに対して通信許可パケットを送信する。
端末Ｃから送信された通信許可パケットは、端末Ｂに届く。
（２−ａ）
ステップ（２）において端末Ｃから送信された通信許可パケットは、端末Ｄにも届く。
（３）
端末Ａは、端末Ｂから通信要求パケットを受信し、該パケットを解析することで自分が宛先でないことがわかる。したがって、端末Ａは、端末Ｂと端末Ｃの通信を妨害しないように、通信を一時的に停止させる。
（４）
端末Ｂは、端末Ｃから通信許可パケットを受信し、該パケットを解析することで通信の許可を得たことがわかる。したがって、端末Ｂと端末Ｃは一定時間連続して通信を行うことができる。
（５）
端末Ｄは、端末Ｃから通信許可パケットを受信し、該通信許可パケットを解析することで自分が宛先ではないことがわかる。したがって、端末Ｄは、端末Ｂと端末Ｃの通信を妨害しないように、通信を一時的に停止させる。
【００２１】
なお、端末Ａおよび端末Ｄは一時的にデータの送信を停止しているが、あらかじめ定められた一定の時間を過ぎると送信を行うことができるようになる。
【００２２】
以上が、端末間の通信を確立する基本的な手順である。
次に、より詳細な通信方法について、特に端末間の通信が確立した後の通信方法を中心に説明する。
【００２３】
図５〜図１２は、端末１（５０１）〜端末５（５０５）の５台の端末が存在する場合の通信方法を説明するものである。
まず図５において、端末１（５０１）〜端末５（５０５）は直列的に配置されており、それぞれ隣接する端末とのみ通信可能であるものとする。
ここでは、端末３から端末２に向けてデータを送信する場合の動作を説明する。
【００２４】
図６は、端末３が通信要求パケットを送信する際の手順を説明するものである。
（１）
まず、端末３は通信を開始する前に、通信を行う端末２に通信の許可を得る必要がある。そこで、端末３（５０３）は端末２（５０２）に通信要求パケットを送信する。
端末３から送信された該通信要求パケットは、端末２に届く。
（２）
端末３から送信された通信要求パケットは、端末４（５０４）にも届く。
端末４は、端末３から通信要求パケットを受信し、該パケットを解析することで自分宛でないことがわかる。
したがって、端末４は、端末２と端末３の通信を妨害しないように、通信を一時的に停止させる。
【００２５】
図７は、端末２が通信許可パケットを送信する際の手順を説明するものである。
（３）
端末２は、端末３から通信要求パケットを受信し、該パケットを解析することで自分が宛先であることがわかる。
したがって、端末２（５０２）は、通信を許可するために端末３（５０３）に対して、通信許可パケットを送信する。なお、通信許可パケットは一定時間内に返信しなければならないとする。
端末２から送信された通信許可パケットは、端末３に届く。
（４）
端末２から送信された通信許可パケットは、端末１にも届く。
端末１は端末２から通信許可パケットを受信し、該パケットを解析することで宛先が自分でないことがわかる。
したがって、端末２と端末３の通信を妨害しないように、端末１は通信を一時的に停止させる。
【００２６】
図８は、端末２と端末３の通信が確立した時の様子を示すものである。
（５）
端末３は、端末２から通信許可パケットを受信し、該パケットを解析することで通信の許可を得たことがわかる。したがって、端末２と端末３は一定時間連続して通信を行うことができる。
【００２７】
ここで、図６以降の端末４の状態について考える。
【００２８】
端末４は、通信を停止している間も、近隣の端末が送信しているパケットを観測する。
通信許可パケットは一定時間内に返信されるため、近隣のパケットを一定時間観測することにより、通信許可をすべき端末が近隣に存在するか否かを判定できる。
即ち、図６の（２）において、端末３が送信した通信要求パケットを受信した後は、その応答パケットである通信許可パケットを観測し、これを一定時間内に受信しない場合には、端末２が自己の近隣に存在しないことがわかる。
図６の例では、端末２と端末４はお互いが直接通信できない位置にあるため、端末４は端末２から通信許可パケットを受信することはない。つまり、端末４は端末２が近隣に存在しないことがわかる。
以上をまとめると、端末４は、通信要求パケットと通信許可パケットを観測することで、以下の（ａ）〜（ｃ）３点の判断ができる。
（ａ）端末２と端末３が通信を行っている。
（ｂ）端末３は電波の届く近隣に存在する（通信要求パケットを受信したため）。
（ｃ）端末２は近隣に存在しない（通信許可パケットを一定時間内に受信できなかったため）。
【００２９】
さらに、端末２と端末３の間の通信について考える。
端末２と端末３は、データのやりとりを行っている間、どちらの端末も送受信を同時に行うことはできない。つまり、端末２がデータを送信している間は、端末３がデータを受信し、端末３がデータを送信している間は、端末２がデータを受信している。
即ち、端末３が送信している電波を受信できる間は、端末３は「送信」を行っているのであり、端末４から端末３に対して電波を送信したとしても、端末３の「受信」動作を妨害することはない（そもそも受信動作を行っていない）。
【００３０】
以上説明した端末４周辺の状況を基に、次の図９、図１０について説明する。
【００３１】
図９は、図８において端末３が端末２に向けてデータ送信を行っている際の端末４の動作を説明するものである。
（５）
図８において、端末３は端末２にデータを送信している。
（６）
この間、端末４はキャリアセンス機能により、端末３がデータを送信していることがわかる。これは即ち、端末３は端末２からデータの受信をしていないことを示している。
上述の通り、この間は端末４から端末３に対して電波を送信したとしても、端末３の「受信」動作を妨害することはない。
（７）
したがって、端末４は端末５（５０５）に対して電波を送信しても問題ないものと判断し、送信を開始する。
（８）
端末４が送信した電波は端末３にも届くが、これによって端末３の「受信」動作を妨害することはない。
（９）
また、端末４が送信する電波は、端末２にまでは届かないため、端末３から端末２へ送信する電波を妨害することにはならない。
【００３２】
図１０は、図８において端末２が端末３に向けてデータ送信を行っている際の端末４の動作を説明するものである。
（５）
図８において、端末２は端末３にデータを送信している。
（１０）
この間、端末４は端末３からの電波を受信していないため、端末３が受信動作を行っていることがわかる。
この時に端末４が電波を送信すると、その電波が端末３にも到達して端末３の受信動作を妨害するため、端末４は送信を控える。
【００３３】
以上説明した手順（１）〜（１０）により、端末４は必要以上に通信を止めてしまうことがなく、また通信を控えるべきときには通信を停止するので、さらされ端末問題を解決し、効率の良い通信を行うことができる。
【００３４】
なお、以上の手順は、端末１についても同様のことがいえる。
端末１では、通信許可パケットは端末２から受信できるが、通信要求パケットは端末３から受信できないため、「近隣に端末２が存在すること」と、「近隣には端末３が存在しないこと」がわかる。
したがって、端末１は、端末２の受信を妨害しない限り、他の端末に電波を送信することができる。
つまり、キャリアセンス機能により、端末２から電波を検出できる間は、端末２は受信を行っていないため、他の端末に電波を送信しても妨害することはない。また、キャリアセンス機能により、端末２から電波が検出できない間は、端末２は受信を行っている可能性があるため、電波の送信を一時的に止める。
【００３５】
本実施の形態１においては、通信要求パケットと通信許可パケットという特別なパケットの送受信によって、アクセス制御を行う方法を説明したが、これらのパケットフォーマットは何ら特別なデータ領域を要するものではないため、敢えて特別なパケットフォーマットを用いず、既存のパケットフォーマットを利用してアクセス制御を行うことも可能である。
後述の実施の形態２において、その一例を説明する。
【００３６】
以上のように、本実施の形態１によれば、
送信元端末が、直接通信可能範囲内にある送信先端末に通信要求パケットを送信するステップと、
送信先端末が、送信元端末に通信許可パケットを返信するステップとを有し、
送信元端末及び送信先端末以外の端末は、通信要求パケットを受信した際には、無線信号の送信を一時的に停止するとともに、
通信許可パケットを受信した際には、無線信号の送信を一時的に停止するので、
複数の近隣端末が同時に電波を送信することによる電波干渉の問題を回避することができる。
【００３７】
また、本実施の形態１によれば、
送信元端末及び送信先端末以外の端末は、
通信要求パケットを受信した後、あらかじめ定められた応答時間内に通信許可パケットを受信しない場合は、
送信先端末は直接通信可能範囲内にないものと判断し、
通信要求パケットを送信した端末からのパケットを受信している間は、
自端末からパケットを送信しても、当該端末の通信を妨害しないものと判断して、自端末の通信を行うとともに、
通信要求パケットを送信した端末からのパケットを受信していない間は、
自端末からパケットを送信すると、当該端末の通信を妨害するものと判断して、自端末の通信を停止するので、
通信要求パケットを送信した端末の近隣に存在する端末において、さらされ端末問題を解決できる。これにより、無駄に通信を停止させる端末が減少するため、全体として、より効率的な通信を行うことができる。
【００３８】
また、本実施の形態１によれば、
送信元端末及び送信先端末以外の端末は、
通信要求パケットを受信せず、通信許可パケットのみを受信した際には、
送信元端末は直接通信可能範囲内にないものと判断し、
通信許可パケットを送信した端末からのパケットを受信している間は、
自端末からパケットを送信しても、当該端末の通信を妨害しないものと判断して、自端末の通信を行うとともに、
通信許可パケットを送信した端末からのパケットを受信していない間は、
自端末からパケットを送信すると、当該端末の通信を妨害するものと判断して、自端末の通信を停止するので、
通信許可パケットを送信した端末の近隣に存在する端末において、さらされ端末問題を解決できる。これにより、無駄に通信を停止させる端末が減少するため、全体として、より効率的な通信を行うことができる。
【００３９】
実施の形態２．
実施の形態１では、通信要求パケットと通信許可パケットという特別なパケットの送受信によって、アクセス制御を行う方法を説明した。
本発明の実施の形態２に係る無線ネットワークにおける通信方法では、一般的なパケットフォーマットであるデータパケットとＡＣＫパケットに、実施の形態１における通信要求パケットや通信許可パケットと同様の機能を持たせ、これを利用してアクセス制御を行う手順について説明する。
無線通信端末の構成は、実施の形態１と同様であり、各端末は送受信共に共通の周波数帯域を利用し、送信と受信は同時に行えないものとする。
また、各端末はキャリアセンス機能を具備し、この機能により近隣の端末が電波を送信していることを検出できるとする。
また、各端末は全て送信電力が一定であり、これにより、通信が可能な距離も一定であるとする。
【００４０】
図１１は、データパケットのフォーマットを説明するものである。
データパケットは、パケットタイプ部１１０１、送信元アドレス部１１０２、送信先アドレス部１１０３、シーケンス番号部１１０４、データ領域（ペイロード）部１１０５から構成される。
パケットタイプ部１１０１には、パケットのタイプを識別するための一意の番号が入る。ここでは、仮にデータパケットのパケットタイプを１とする。
送信元アドレス部１１０２には、データを送信する端末のアドレスが入る。例えばＩＰを用いる場合には、通信を要求する端末のＩＰアドレスが格納される。
送信先アドレス部１１０３には、データを受信する端末のアドレスが入る。例えばＩＰを用いる場合には、通信を行う相手先の端末のＩＰアドレスが格納される。
シーケンス番号部１１０４には、パケットを識別するための連続した番号が入る。
データ領域部１１０５には、送信するデータが格納される。
【００４１】
図１２は、ＡＣＫパケットのフォーマットを説明するものである。
ＡＣＫパケットとは、データパケットに対する受信の確認のために送信元の端末に対して送信するものである。
ＡＣＫパケットは、パケットタイプ部１２０１、送信元アドレス部１２０２、送信先アドレス部１２０３、および、確認用シーケンス番号部１２０４から構成される。
パケットタイプ部１２０１には、パケットのタイプを識別するための一意の番号が入る。ここでは、ＡＣＫパケットのパケットタイプを２とする。
送信元アドレス部１２０２には、ＡＣＫパケットを送信する端末のアドレスが入る。例えばＩＰを用いる場合には、通信を要求する端末のＩＰアドレスが格納される。
送信先アドレス部１２０３には、ＡＣＫパケットを受信する端末のアドレスが入る。例えばＩＰを用いる場合には、通信を行う相手先の端末のＩＰアドレスが格納される。
確認用シーケンス番号部１２０４には、データパケットを受信し、確認がとれたデータパケットのシーケンス番号（図１１のシーケンス番号部１１０４の値）を入れる。
【００４２】
図１３は、端末間の通信手順について説明するものである。
図１３において、端末１、端末２、端末３、および端末４が直列的に配置され、各端末は隣接する端末にのみ、通信が可能であるとする。
ここで、端末２から端末１にデータパケットを送信している場合の動作について説明する。
【００４３】
（１）
端末２が端末１にデータパケットの送信を開始する。
（２）
端末２が端末１に送信する電波は、端末２の近隣に存在する端末３にも届く。
したがって、端末３は端末２からのデータパケットを受信し、該パケットを解析することにより、「端末２から端末１にデータを送信していること」、および、「端末２が自分と通信できる範囲内に存在する」ことがわかる。
（３）
次に、端末１は端末２から受信したデータパケットに対して、確認応答するために、ＡＣＫパケットを端末２に返信する。該ＡＣＫパケットは、端末２には届くが、端末３には届かない。
（３−ａ）
端末３は、近隣の端末が送信しているパケットを観測する。
このとき、ＡＣＫパケットは一定時間内に返信されるため、近隣のパケットを一定時間観測し、さらに、ＡＣＫパケットを受信したか否かを観測することにより、端末３は、データを受信している端末（端末１）が、近隣に存在するか否かを判断することができる。
つまり、ＡＣＫパケットを受信した場合には、端末１が近隣に存在し、ＡＣＫパケットを一定時間内に受信できない場合には、端末１が近隣に存在しないことがわかる。
この例では、端末１と端末３はお互いが直接通信できない位置にあるため、端末３は端末１からＡＣＫパケットを受信することはない。つまり、端末３は端末１が近隣に存在しないことがわかる。
まとめると、端末１は、データパケットとＡＣＫパケットを観測することで、以下の（ａ）〜（ｃ）３点の判断ができる。
（ａ）端末１と端末２が通信を行っている。
（ｂ）端末２は電波の届く近隣に存在する（データパケットを受信したため）。
（ｃ）端末１は近隣に存在しない（ＡＣＫパケットを一定時間内に受信できなかったため）。
（４）
端末２が端末１にデータパケットの送信を開始する。
（５）
端末２が端末１にデータを送信している間は、端末３は、キャリアセンス機能により、端末２がデータを送信していることがわかる。これは、端末２はデータの受信処理をしていないことを示している。
（６）
この間は端末３から端末４に対して電波を送信したとしても、端末２の「受信」動作を妨害することはない。
したがって、端末３は端末４に対して電波を送信しても問題ないものと判断し、送信を開始する。
（７）
端末３が端末４に対して送信電波が端末２に届くが、この電波は端末１にまでは届かないため、端末２から端末１へ送信する電波を妨害することにはならない。
（８）、（９）
端末１、端末４は、それぞれＡＣＫパケットを返信する。
【００４４】
なお、端末３は、端末２の電波をキャリアセンス機能により検出できない間は、端末２はデータを受信している可能性があると判断できる。つまり、端末３が電波を送信すると、該電波が端末２に届き、干渉を起こす可能性がある。
よって、キャリアセンス機能により端末２から電波を検出できない間は、端末３は通信を停止させる。
【００４５】
以上のように、本実施の形態２によれば、データパケットやＡＣＫパケットという、通常の通信で用いられるパケットフォーマットを用いて、実施の形態１と同様のアクセス制御を行うことができる。
【００４６】
実施の形態１〜２で説明した通信方法は、移動無線通信システムに利用可能であり、特に、例えばアドホックネットワーク無線通信システムのように、無線通信手段を具備した移動端末間で無線通信を行う移動無線通信システムに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】実施の形態１に係る無線ネットワークにおける通信方法を実行する無線通信端末の構成例を示すものである。
【図２】通信要求パケットのフォーマットを説明するものである。
【図３】通信許可パケットのフォーマットを説明するものである。
【図４】端末間の通信を確立する手順について説明するものである。
【図５】端末１（５０１）〜端末５（５０５）の５台の端末が存在する場合の通信方法を説明するものである。
【図６】端末３が通信要求パケットを送信する際の手順を説明するものである。
【図７】端末２が通信許可パケットを送信する際の手順を説明するものである。
【図８】端末２と端末３の通信が確立した時の様子を示すものである。
【図９】図８において端末３が端末２に向けてデータ送信を行っている際の端末４の動作を説明するものである。
【図１０】図８において端末２が端末３に向けてデータ送信を行っている際の端末４の動作を説明するものである。
【図１１】データパケットのフォーマットを説明するものである。
【図１２】ＡＣＫパケットのフォーマットを説明するものである。
【図１３】端末間の通信手順について説明するものである。
【図１４】ＣＳＭＡ方式における隠れ端末問題について説明するものである。
【図１５】ＭＡＣＡ方式におけるさらされ端末問題について説明するものである。
【符号の説明】
【００４８】
１０１  端末、１０２  アンテナ、１０３  送受信制御部、１０４  経路選択制御部、１０５  アクセス制御部、２０１  パケットタイプ部、２０２  送信元アドレス部、２０３  送信先アドレス部、３０１  パケットタイプ部、３０２  送信元アドレス部、３０３  送信先アドレス部、５０１  端末１、５０２  端末２、５０３  端末３、５０４  端末４、５０５  端末５、１１０１  パケットタイプ部、１１０２  送信元アドレス部、１１０３  送信先アドレス部、１１０４  シーケンス番号部、１１０５  データ領域部、１２０１  パケットタイプ部、１２０２  送信元アドレス部、１２０３  送信先アドレス部、１２０４  確認用シーケンス番号部、１４０１  端末１、１４０２  端末２、１４０３  端末３、１５０１  端末１、１５０２  端末２、１５０３  端末３、１５０４  端末４。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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