(57)【要約】【課題】ＩＥＥＥ８０２．１１に準拠する従来のパケット送信方法では、共通の通信媒体がビジー状態にある場合には、パケットを送信するまでに多くの待機時間を要する為に、優先的なパケット送信が困難であるという課題があった。【解決手段】通信媒体が待ち時間ＩＦＳの間にてアイドル状態を継続した後にパケットの送信を許容する第１の条件と、送信要求が発行された際に通信媒体がビジー状態にあると、少なくとも待ち時間ＩＦＳに加えてバックオフ間隔ＴＢが経過しないとパケットの送信を許容しない第２の条件とを満たすように制御するパケット送信方法において、ＬＬＣ層からＭＡＣ層への送信要求の発行を保留するステップＳ３１と、通信媒体が待ち時間ＩＦＳの間にてアイドル状態を継続した後に送信要求の発行に係る保留を解除するステップＳ３３とを有する。【選択図】      図１
2004207771.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通の通信媒体を介してパケット通信を実施する通信システムを構成するそれぞれの通信局に適用され、
共通の通信媒体が第１の待ち時間の間にてアイドル状態を継続した後にパケットの送信を許容する第１の条件と、
送信要求が上位層から下位層へ発行された時点において通信媒体がビジー状態にあるか、あるいは送信要求に応じてパケットを送信するために必要とされる第１の待ち時間の間にて通信媒体がアイドル状態からビジー状態に変化した場合には、少なくとも第１の待ち時間に加えて第２の待ち時間が経過しないとパケットの送信を許容しない第２の条件とを満たすように制御するパケット送信方法において、
上位層から下位層への送信要求の発行を保留する第１のステップと、
共通の通信媒体が第１の待ち時間の間にてアイドル状態を継続したことが確認された後に送信要求の発行に係る保留を解除する第２のステップとを有することを特徴とするパケット送信方法。
【請求項２】
共通の通信媒体を介して通信を実施する通信システムを構成するそれぞれの通信局においてパケット通信を実現するために使用されるプログラムであって、
共通の通信媒体が第１の待ち時間の間にてアイドル状態を継続した後にパケットの送信を許容する第１の条件と、
送信要求が上位層から下位層へ発行された時点において通信媒体がビジー状態にあるか、あるいは送信要求に応じてパケットを送信するために必要とされる第１の待ち時間の間にて通信媒体がアイドル状態からビジー状態に変化した場合には、少なくとも第１の待ち時間に加えて第２の待ち時間が経過しないとパケットの送信を許容しない第２の条件とを満たすように制御するとともに、
上位層から下位層への送信要求の発行を保留する第１のステップと、
共通の通信媒体が第１の待ち時間の間にてアイドル状態を継続したことが確認された後に送信要求の発行に係る保留を解除する第２のステップとを有することを特徴とするプログラム。
【請求項３】
請求項２に記載されたプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項４】
第１の待ち時間に加えて第２の待ち時間が経過しないとパケットを送信できない状態において、第１の待ち時間に加えて第２の待ち時間が経過してパケットが送信可能となった際に、送信要求が上位層から下位層へ発行されたか否かを判定する第３のステップを有し、
送信要求が無い場合には、第２のステップの次に実施するステップに処理対象を移行することを特徴とする請求項１記載のパケット送信方法。
【請求項５】
第１の待ち時間に加えて第２の待ち時間が経過しないとパケットを送信できない状態において、第１の待ち時間に加えて第２の待ち時間が経過してパケットが送信可能となった際に、送信要求が上位層から下位層へ発行されたか否かを判定する第３のステップを有し、
送信要求が無い場合には、第２のステップの次に実施するステップに処理対象を移行することを特徴とする請求項２記載のプログラム。
【請求項６】
請求項５に記載されたプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パケット送信方法に係り、特に共通の通信媒体を介して通信を実施する複数の通信機から構成される通信システムにおいて各通信機から送信されるパケットの衝突を防止するように競合制御するパケット送信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、共通の通信媒体を用いた複数の通信機から構成される通信システムを構築する際には、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）方式が多く採用されている。ＬＡＮにおいては、共通の通信媒体を介してフレームと称されるパケット単位にデータを送受信することで通信が実施されており、通信媒体上でのパケットの衝突を防止するように媒体アクセス制御（ＭＡＣ）と称される競合制御が行われている。特に、通信媒体として無線媒体を用いる無線通信システムにおける媒体アクセス制御方式としては、ＩＥＥＥ８０２．１１により標準化が進められているＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ  ｗｉｔｈ  Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ  Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）方式が多くの通信機により採用されると予想される。ＩＥＥＥ８０２．１１では、無線ＬＡＮ等について設定されるプロトコルタックの物理層とＭＡＣ層とを主に取り扱う。なお、ＩＥＥＥ８０２．１１において使用されているプロトコルスタックでは、ＩＳＯ（国際標準化機構）がネットワークシステムのモデルとして提案したＯＳＩ（Ｏｐｅｎ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ：開放型システム間相互接続）参照モデルで定義されているデータリンク層がＬＬＣ（Ｌｏｇｉｃａｌ  Ｌｉｎｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）層とＭＡＣ層とに分割されている。
【０００３】
ＣＳＭＡ／ＣＡ方式では、各通信機はパケット送信時以外では電波を出力しないので、共通の通信媒体である所定のチャネルの無線媒体に搬送波が検出されるか否かに基づいて、無線媒体を使用して他の通信機がパケットを送信しているか否かを判別することができる。共通の通信媒体においてパケットが送信中である状態をビジー状態と称し、共通の通信媒体においてパケットが送信されていない状態をアイドル状態と称する。各通信機は、所定のチャネルの無線媒体において搬送波の有無を検出する機能（以下、このような機能をキャリアセンスと称する）を有するように構成されて、パケット送信要求があった場合にはキャリアセンスを実施して共通の通信媒体がビジー状態であるかアイドル状態であるかを判別する。なお、上記のキャリアセンスは、物理層に係るプロトコルに基づいて実施される。
【０００４】
各通信機は、ＬＬＣ層からパケットの送信要求があった場合、後述するバックオフ間隔の設定がない場合には、キャリアセンスを実施して、当該送信要求に応じてパケットを送信する前に、少なくともＩＦＳ（Ｉｎｔｅｒ−Ｆｒａｍｅ  Ｓｐａｃｅ）と称される所定の待ち時間が経過する間にて、共通の通信媒体がアイドル状態を継続したか否かを判定する。待ち時間ＩＦＳの間にて共通の通信媒体がアイドル状態にあると判定されれば、他の通信機からパケットが送信されていないものとみなして、送信要求のあったパケットを送信する。なお、キャリアセンスにより得られる情報を利用してパケットの送信を制御するという上記のような処理はＭＡＣ層に係るプロトコルに基づいて実施される。
【０００５】
また、ＬＬＣ層からＭＡＣ層へパケットの送信要求が発行された時点において既に共通の通信媒体がビジー状態にあるか、あるいはパケットを送信するために必要とされる待ち時間ＩＦＳの間にてアイドル状態からビジー状態に変化した場合には、他の通信機からパケットが送信されているものとみなして、パケットの送信が終了するまで待機するとともに、待ち時間ＩＦＳとは別にバックオフ間隔と称される待ち時間を設定する。また、送信要求のあったパケットを送信した後には、同様にバックオフ間隔を設定する。このバックオフ間隔の設定については、所定の乱数発生アルゴリズムに基づき、０からバックオフ間隔の最大値であるＣＷ（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ  Ｗｉｎｄｏｗ）との間における値をランダムにとるものとする。上記のように共通の通信媒体がビジー状態にある場合やパケットを送信した後にバックオフ間隔を設定することで、他の通信機との間における共通の通信媒体の利用に係る平等性を担保するとともに、共通の通信媒体上におけるパケットの衝突を効率的に回避することを企図するものである。
【０００６】
バックオフ間隔が設定された際における処理について以下に説明すると、通信機は、キャリアセンスにより、例えば他の通信機からのパケットの送信が完了した場合のように通信媒体がアイドル状態にあることを検出すると、他の通信機がパケットを送信していないことを確認するために共通の通信媒体が待ち時間ＩＦＳの間にてアイドル状態を継続するか否かを判定する。この待ち時間ＩＦＳの間にてアイドル状態からビジー状態に変化した場合には、再度共通の通信媒体がアイドル状態にあることを検出するとともに共通の通信媒体が待ち時間ＩＦＳの間にてアイドル状態を継続するか否かを判定する。共通の通信媒体が待ち時間ＩＦＳの間にてアイドル状態を継続することが確認されれば、待ち時間ＩＦＳが経過してから共通の通信媒体がアイドル状態を継続する時間を後述するように累計的に算出する。待ち時間ＩＦＳが経過した後のこの継続時間が、設定されたバックオフ間隔に等しくなれば、送信要求のあったパケットを送信する。また、待ち時間ＩＦＳが経過した後の継続時間がバックオフ間隔に等しくなる前に、共通の通信媒体がアイドル状態からビジー状態に変化した場合には、再度共通の通信媒体がアイドル状態にあることを検出するとともに共通の通信媒体が待ち時間ＩＦＳの間にてアイドル状態を継続するか否かを判定する。共通の通信媒体が待ち時間ＩＦＳの間にてアイドル状態を継続することが確認されれば、待ち時間ＩＦＳが経過してから共通の通信媒体がアイドル状態を継続する時間に対して前回までの継続時間を加算した時間を今回のＩＦＳ経過後の継続時間として算出する。すなわち、共通の通信媒体がビジー状態になる毎にＩＦＳ経過後の継続時間を累計して、この累計継続時間がバックオフ間隔に等しくなれば、送信要求のあったパケットを送信する。なお、上記累計継続時間がバックオフ間隔に等しくなるまでに送信要求のない場合には、バックオフ間隔の設定を解除する。
【０００７】
ＩＥＥＥ８０２．１１により標準化が進められているＣＳＭＡ／ＣＡ方式の基本的な動作は上記のようであるので、パケット送信を実施する通信機をＩＥＥＥ８０２．１１の規格に準拠させるためには、少なくとも以下に示す２つの条件を満たすようにアルゴリズムを構成する必要がある。第１の条件としては、ＭＡＣ層に係る処理において、通信媒体が待ち時間ＩＦＳの間にてアイドル状態を継続したことを確認した後に、パケットの送信を許容することである。第２の条件としては、送信要求がＬＬＣ層からＭＡＣ層へ発行された時点において通信媒体がビジー状態にあるか、あるいは送信要求に応じてパケットを送信するために必要とされる待ち時間ＩＦＳの間にて通信媒体がアイドル状態からビジー状態に変化した場合には、少なくとも待ち時間ＩＦＳに加えてバックオフ間隔が経過しないとパケットの送信を許容しないことである。
【０００８】
次に、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式を採用した従来の具体的なパケット送信方法について説明する。図３は従来の具体的なパケット送信方法の一例を示すフローチャートである。まず通信機が起動されると、送信要求が有るか、すなわち送信要求がＬＬＣ層からＭＡＣ層へ発行されたか否かを判定する（ステップＳ１）。なお、起動時においてはバックオフ間隔（以下、適宜ＴＢと称する）は設定されていない。送信要求が無い場合には、処理対象をステップＳ１へ移行する。すなわち、送信要求が検出されるまでステップＳ１の処理を繰り返し実施する。ステップＳ１において、送信要求が有る場合には、他の通信機がパケットを送信していないことを確認する為に、キャリアセンスを実施して、所定の待ち時間であるＩＦＳの間にて通信媒体がアイドル状態を継続するか否かを判定する（ステップＳ２）。待ち時間ＩＦＳの間にて通信媒体がアイドル状態を継続した場合には、パケット化された１フレームのデータを送信する（ステップＳ３）。
【０００９】
ステップＳ２において、既に通信媒体がビジー状態にあるか、あるいは通信媒体がアイドル状態からビジー状態に変化した場合には、所定の乱数発生アルゴリズムに基づいて、０からＣＷの間の数値をランダムに決定して、当該数値をバックオフ間隔ＴＢとして設定する（ステップＳ４）。また、ステップＳ３の処理が終了した場合にも、同様に処理対象をステップＳ４に移行する。次に、上述したＩＦＳ経過後の継続時間の累計値（以下、適宜累計継続時間ＴＳと称する）をゼロにリセットする（ステップＳ５）。次に、キャリアセンスを実施して、通信媒体が待ち時間ＩＦＳの間にてアイドル状態を継続するか否かを判定する（ステップＳ６）。このステップＳ６において、既に通信媒体がビジー状態にあるか、あるいは待ち時間ＩＦＳが経過するまでの途中で通信媒体がアイドル状態からビジー状態へ変化した場合には、再び処理対象をステップＳ６へ移行する。すなわち、通信媒体が待ち時間ＩＦＳの間にてアイドル状態を継続するまで、ステップＳ６の処理を繰り返し実施する。ステップＳ６において、通信媒体が待ち時間ＩＦＳの間にてアイドル状態を継続した場合には、累計継続時間ＴＳの時間計測を開始または再開する（ステップＳ７）。
【００１０】
次に、キャリアセンスを実施して、通信媒体がアイドル状態にあるかビジー状態にあるかを判定する（ステップＳ８）。通信媒体がビジー状態にある場合には、他の通信機からパケットが送信されているものとみなして、累計継続時間ＴＳの時間計測を停止する（ステップＳ９）。ステップＳ９の処理が終了すれば、処理対象をステップＳ６へ移行する。ステップＳ８において、通信媒体がアイドル状態にある場合には、累計継続時間ＴＳがバックオフ間隔ＴＢ以上になったか否かを判定する（ステップＳ１０）。累計継続時間ＴＳがバックオフ間隔ＴＢ未満の場合には、処理対象をステップＳ８へ移行する。すなわち、ステップＳ８とステップＳ１０とから成るループ処理により、通信媒体がアイドル状態を継続している間においては、累計継続時間ＴＳがバックオフ間隔ＴＢ以上になるのを逐次的に監視する。ステップＳ１０において、累計継続時間ＴＳがバックオフ間隔ＴＢ以上となった場合には、パケットの送信要求が有るか否かを判定する（ステップＳ１１）。パケットの送信要求が有る場合には、パケット化された１フレームのデータを送信する（ステップＳ１２）。パケットが送信されれば、処理対象をステップＳ４へ移行する。また、パケットの送信要求が無い場合には、バックオフ間隔の設定を解除して、処理対象をステップＳ１へ移行して初期状態に復帰する。
【００１１】
図４は、図３に示されるパケット送信方法を適用した場合のパケット送信に係る種々の態様を示す図である。図４では、ＬＬＣ層から送信要求が発行された際に、他の通信機Ｂ，Ｃに係る通信状況に応じて、通信機Ａがとるパケット送信の４つの態様が示される。図４（Ａ）に示される第１の態様では、ＬＬＣ層から送信要求が発行された時点において、通信機Ｂ，Ｃのいずれからもパケットが送信されていない通信状況が想定されている。この場合、ステップＳ１において送信要求が有ると判定され、ステップＳ２において通信媒体が待ち時間ＩＦＳの間にてアイドル状態を継続したと判定され、ステップＳ３によりパケット化された１フレームのデータを送信する。その後、バックオフ間隔ＴＢを設定して、待ち時間ＩＦＳおよびバックオフ間隔ＴＢが経過する間待機して、初期状態に復帰する。
【００１２】
図４（Ｂ）に示される第２の態様では、ＬＬＣ層から送信要求が発行される少し前の時点まで通信機Ｂからパケットが送信されている通信状況が想定されている。この場合も第１の態様と同様に、ステップＳ１において送信要求が有ると判定され、ステップＳ２において通信媒体が待ち時間ＩＦＳの間にてアイドル状態を継続したと判定され、ステップＳ３によりパケット化された１フレームのデータを送信する。その後、バックオフ間隔ＴＢを設定して、待ち時間ＩＦＳおよびバックオフ間隔ＴＢが経過する間待機して、初期状態に復帰する。
【００１３】
図４（Ｃ）に示される第３の態様では、ＬＬＣ層から送信要求が発行された時点において、通信機Ｂからパケットが送信されている通信状況が想定されている。この場合、ステップＳ１において送信要求が有ると判定され、ステップＳ２において通信媒体が既にビジー状態にあると判定されるから、処理対象をステップＳ４に移行してバックオフ間隔ＴＢ１を設定する。次に、ステップＳ５により累計継続時間ＴＳをゼロにリセットし、ステップＳ６において通信媒体が待機時間ＩＦＳの間にてアイドル状態を継続すると判定され、ステップＳ７により累計継続時間ＴＳの計測を開始する。そして、ステップＳ１０において累計継続時間ＴＳがバックオフ間隔ＴＢ１以上になると判定され、ステップＳ１１において送信要求が有ると判定され、ステップＳ１２によりパケット化された１フレームのデータを送信する。その後、バックオフ間隔ＴＢ２を設定して、待ち時間ＩＦＳおよびバックオフ間隔ＴＢ２が経過する間待機して、初期状態に復帰する。
【００１４】
図４（Ｄ）に示される第４の態様では、通信機Ｂからのパケット送信が終了してから通信機Ｃからのパケット送信が開始するまでの間に、ＬＬＣ層から送信要求が発行される通信状況が想定されている。この場合、ステップＳ１において送信要求が有ると判定され、ステップＳ２において待ち時間ＩＦＳの間にて通信媒体がアイドル状態からビジー状態に変化したと判定されるから、処理対象をステップＳ４に移行してバックオフ間隔ＴＢ１を設定する。ステップＳ４以降の処理については、第３の態様と同様であるので、その説明を省略する。
【００１５】
次に、従来のパケット送信方法の他の例を説明する。図５は、従来のパケット送信方法の他の例を示すフローチャートである。図５において、図３と同一符号は同一または相当する工程を示すので、その説明を省略する。まず通信機が起動されると、キャリアセンスを実施して、通信媒体が待ち時間ＩＦＳの間にてアイドル状態を継続するか否かを判定する（ステップＳ２１）。通信媒体がＩＦＳの間にてアイドル状態を継続した場合には、パケットの送信要求が有るか否かを判定する（ステップＳ２２）。送信要求が有る場合には、パケット化された１フレームのデータを送信する（ステップＳ２３）。パケットが送信された後には、処理対象をステップＳ４に移行する。
【００１６】
ステップＳ２２において、パケットの送信要求が無い場合には、通信媒体がアイドル状態にあるかビジー状態にあるかを判定する（ステップＳ２４）。通信媒体がアイドル状態にある場合には、処理対象をステップＳ２２へ移行する。すなわち、ステップＳ２２とステップＳ２４とから成るループ処理により、通信媒体がアイドル状態にある間において、送信要求の有無を逐次的に監視する。ステップＳ２１において通信媒体が既にビジー状態にあるかあるいは待ち時間ＩＦＳが経過する前に通信媒体がアイドル状態からビジー状態に変化した場合、並びにステップＳ２４において通信媒体がビジー状態にある場合には、送信要求が有るか否かを判定する（ステップＳ２５）。送信要求が有る場合には、処理対象をステップＳ４へ移行する。ステップＳ２５において、送信要求が無い場合には、処理対象をステップＳ２１へ移行する。すなわち、ステップＳ２１とステップＳ２５とから成るループ処理により、通信媒体が既にビジー状態にあるかあるいは待ち時間ＩＦＳが経過する前に通信媒体がアイドル状態からビジー状態に変化した際において、送信要求の有無を逐次的に監視する。
【００１７】
図６は、図５に示されるパケット送信方法を適用した場合のパケット送信に係る種々の態様を示す図である。図６では、図４と同様に、ＬＬＣ層から送信要求が発行された際に、他の通信機Ｂ，Ｃに係る通信状況に応じて、通信機Ａがとるパケット送信の４つの態様が示される。なお、図６の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）および（Ｄ）に示されるそれぞれの送信態様において前提となる通信状況は、それぞれ図４の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）および（Ｄ）に示される送信態様における通信状況と同一に設定されている。
【００１８】
図６（Ａ）に示される第１の態様では、ステップＳ２１において通信媒体が待ち時間ＩＦＳの間にてアイドル状態を継続すると判定され、ステップＳ２２とステップＳ２４とから成るループ処理により送信要求の逐次的な監視を実施し、ステップＳ２２において送信要求が有ると判定されると、ステップＳ２３によりパケット化された１フレームのデータを送信する。その後、バックオフ間隔ＴＢを設定して、待ち時間ＩＦＳおよびバックオフ間隔ＴＢが経過する間待機して、処理対象をステップＳ２２へ移行する。
【００１９】
図６（Ｂ）に示される第２の態様では、ステップＳ２１とステップＳ２５とから成るループ処理により、通信媒体がビジー状態にある間における送信要求の有無を逐次的に監視する。通信機Ｂからのパケット送信が終了すれば、ステップＳ２１において通信媒体が待ち時間ＩＦＳの間にてアイドル状態を継続したと判定され、ステップＳ２２において送信要求が有ると判定され、ステップＳ２３によりパケット化された１フレームのデータを送信する。その後、バックオフ間隔ＴＢを設定して、待ち時間ＩＦＳおよびバックオフ間隔ＴＢが経過する間待機して、処理対象をステップＳ２２へ移行する。
【００２０】
図６（Ｃ）に示される第３の態様では、ステップＳ２１において通信媒体がビジー状態にあると判定されるとともに、ステップＳ２５において送信要求が有ると判定されるので、処理対象をステップＳ４に移行してバックオフ間隔ＴＢ１を設定する。次に、ステップＳ５により累計継続時間ＴＳをゼロにリセットし、ステップＳ６において通信媒体が待ち時間ＩＦＳの間にてアイドル状態を継続すると判定されると、ステップＳ７において累計継続時間ＴＳの計測を開始する。そして、ステップＳ１０において累計継続時間ＴＳがバックオフ間隔ＴＢ１以上になることが確認されれば、ステップＳ１１において送信要求が有ると判定され、ステップＳ１２によりパケット化された１フレームのデータを送信し、処理対象を再びステップＳ４に移行してバックオフ間隔としてＴＢ１と異なるＴＢ２を設定する。そして、待ち時間ＩＦＳおよびバックオフ間隔ＴＢ２が経過する間待機すると、バックオフ間隔の設定を解除して処理対象をステップＳ２２へ移行する。
【００２１】
図６（Ｄ）に示される第４の態様では、ステップＳ２１とステップＳ２５とから成るループ処理により、通信媒体がビジー状態にある間における送信要求の有無を逐次的に監視する。通信機Ｂからのパケット送信が終了して、通信媒体が待ち時間ＩＦＳの間にてアイドル状態を継続する前に、ＬＬＣ層から送信要求が発行されるとともに通信機Ｃからのパケット送信が開始するから、ステップＳ２１において待ち時間ＩＦＳの間にて通信媒体がアイドル状態からビジー状態に変化したと判定され、ステップＳ２５において送信要求が有ると判定され、処理対象をステップＳ４に移行してバックオフ間隔ＴＢ１を設定する。ステップＳ４以降の処理については、第３の態様と同様であるので、その説明を省略する。なお、上記のようにＩＥＥＥ８０２．１１に準拠するパケット送信方法に関する技術については、例えば下記の特許文献１において記載が為されている。
【００２２】
〔特許文献１〕
特開平１１−２３９１４０号公報  （［００３４］〜［００４４］、第１図）
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
ＩＥＥＥ８０２．１１に準拠する上述したような従来のパケット送信方法では、ＬＬＣ層からＭＡＣ層へ送信要求が発行された際に、通信媒体が既にビジー状態にあるか、あるいはパケットを送信するために必要とされる待ち時間ＩＦＳが経過する前に通信媒体がアイドル状態からビジー状態に変化すると、バックオフ間隔が設定されて、少なくとも待ち時間ＩＦＳおよびバックオフ時間ＴＢが経過しないとパケットを送信することができない。無線ＬＡＮにおけるパケット通信において、例えば映像・音声データのリアルタイム伝送を実現するために伝送帯域を確保する必要性がある場合等では、パケットの送信を優先的に実施することが求められるが、上述したようなパケット送信方法では、パケットを送信するまでに多くの待機時間を要することになり、優先的なパケット送信に支障をきたすという課題があった。
【００２４】
パケットの優先的な送信を実現するためには、ＩＥＥＥ８０２．１１の規格から外れた別個の送信方式を採用することも考えられるが、この場合広範なカテゴリーの通信システムへの採用が予想されるＩＥＥＥ８０２．１１に準拠する通信システムにおいて使用できない可能性があり、汎用性に欠けるという課題があった。また、ＩＥＥＥ８０２．１１では、パケットの優先的な送信を実現するために、ＣＦＰという機能が別途定義されている。然るに、ＣＦＰはオプション的な機能であり、この機能を使用できない通信システムが多く存在するので、これもまた汎用性に欠けるという課題があった。
【００２５】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、ＩＥＥＥ８０２．１１の基本的な仕様を満たすことで汎用性を備え、優先的なパケット送信を可能とするパケット送信方法を得ることを目的とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るパケット送信方法、パケット送信方法をコンピュータにより実現させるプログラム、およびプログラムを記録した記録媒体については、共通の通信媒体が第１の待ち時間の間にてアイドル状態を継続した後にパケットの送信を許容する第１の条件と、送信要求が上位層から下位層へ発行された時点において通信媒体がビジー状態にあるか、あるいは送信要求に応じてパケットを送信するために必要とされる第１の待ち時間の間にて通信媒体がアイドル状態からビジー状態に変化した場合には、少なくとも第１の待ち時間に加えて第２の待ち時間が経過しないとパケットの送信を許容しない第２の条件とを満たすように制御するとともに、上位層から下位層への送信要求の発行を保留する第１のステップと、共通の通信媒体が第１の待ち時間の間にてアイドル状態を継続したことが確認された後に送信要求の発行に係る保留を解除する第２のステップとを有することを特徴とするものである。
【００２７】
この発明に係るパケット送信方法、パケット送信方法をコンピュータにより実現させるプログラム、およびプログラムを記録した記録媒体については、上記の特徴を備えるとともに、第１の待ち時間に加えて第２の待ち時間が経過しないとパケットを送信できない状態において、第１の待ち時間に加えて第２の待ち時間が経過してパケットが送信可能となった際に、送信要求が上位層から下位層へ発行されたか否かを判定する第３のステップを有し、送信要求が無い場合には第２のステップの次に実施するステップに処理対象を移行するようにしたものである。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して本願発明に係る実施の形態について説明する。なお、以下の説明においては、本願発明の実施の形態に記載された実施例を構成する各工程および各要素と、特許請求の範囲に記載された発明を構成する各工程および各要素との対応関係を明らかにするために、実施例の各工程および各要素にそれぞれ対応する特許請求の範囲に記載された発明の各工程および各要素を本願発明の実施の形態に係る説明文中において適宜かっこ書きにより示すものとする。
【００２９】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１によるパケット送信方法を示すフローチャートである。図１において、図３と同一符号は同一または相当する工程を示すので、その説明を省略する。まず通信機（通信局）が起動されると、ＬＬＣ層（上位層）においてＭＡＣ層（下位層）に対するパケットの送信要求が発生しても、当該送信要求がＭＡＣ層へ発行されないように、ＬＬＣ層からＭＡＣ層への送信要求の発行を保留する（ステップＳ３１（第１のステップ））。次に、キャリアセンスを実施して、通信媒体が待ち時間ＩＦＳ（第１の待ち時間）の間にてアイドル状態を継続するか否かを判定する（ステップＳ３２（第２のステップの前半部分））。このステップＳ３２において、既に通信媒体がビジー状態にあるか、あるいは待ち時間ＩＦＳが経過するまでの途中で通信媒体がアイドル状態からビジー状態へ変化した場合には、再び処理対象をステップＳ３２へ移行する。すなわち、通信媒体が待ち時間ＩＦＳの間にてアイドル状態を継続するまで、ステップＳ３２の処理を繰り返し実施する。ステップＳ３２において、通信媒体が待ち時間ＩＦＳの間にてアイドル状態を継続した場合には、ＬＬＣ層からＭＡＣ層への送信要求の発行に係る保留を解除する（ステップＳ３３（第２のステップの後半部分））。これにより、既にＬＬＣ層においてＭＡＣ層に対するパケットの送信要求が発生している場合には、ＬＬＣ層からＭＡＣ層へ送信要求を発行する。また、発行の保留が解除された後に、ＬＬＣ層においてＭＡＣ層に対するパケットの送信要求が発生した場合には、その時点でＬＬＣ層からＭＡＣ層へ送信要求を発行する。
【００３０】
ステップＳ３３の処理が終了すれば、送信要求が有るか否かを判定する（ステップＳ３４）。送信要求が有る場合には、パケット化された１フレームのデータを送信する（ステップＳ３５）。これにより、送信要求の発行に係る保留が解除された後に、ＬＬＣ層からＭＡＣ層へ送信要求が発行されれば、待ち時間ＩＦＳを待機する必要なく即座にパケットを送信することが可能となる。そして、パケットが送信されると、所定の乱数発生アルゴリズムに基づいて、０からＣＷの間の数値をランダムに決定して、当該数値をバックオフ間隔ＴＢ（第２の待ち時間）として設定する（ステップＳ４）。また、ステップＳ３４において、パケットの送信要求が無い場合には、通信媒体がアイドル状態にあるかビジー状態にあるかを判定する（ステップＳ３６）。通信媒体がアイドル状態にある場合には、処理対象をステップＳ３４へ移行する。すなわち、ステップＳ３４とステップＳ３６とから成るループ処理により、通信媒体がアイドル状態にある間において、送信要求の有無を逐次的に監視する。また、ステップＳ３６において、通信媒体がビジー状態にある場合には、処理対象をステップＳ３１に移行して初期状態に復帰する。
【００３１】
また、ステップＳ４へ移行してバックオフ間隔が設定された状態では、少なくとも待ち時間ＩＦＳおよびバックオフ間隔ＴＢが経過した後に、ステップＳ１１（第３のステップ）において送信要求が有るか否かを判定する。送信要求が無い場合には処理対象をステップＳ３４へ移行する。これにより、ＬＬＣ層からＭＡＣ層へ送信要求が発行されれば、待ち時間ＩＦＳを待機する必要なく即座にパケットを送信することが可能となる。なお、上記のようなパケット送信方法は、例えば通信機に内蔵されたＲＯＭに記録されたプログラムを通信機に内蔵されたＣＰＵにより実行することで実現可能である。また、上記のようなパケット送信方法を実現するためのプログラムの記憶形態については、内蔵のメモリに予め記憶するような形態に限られず、外部の記録媒体に当該プログラムを記録しておいて、この記録媒体から内蔵のメモリにプログラムをインストールするような形態も考えられる。
【００３２】
図２は、図１に示されるパケット送信方法を適用した場合のパケット送信に係る種々の態様を示す図である。図２では、図４と同様に、ＬＬＣ層から送信要求が発行された際に、他の通信機Ｂ，Ｃに係る通信状況に応じて、通信機Ａがとるパケット送信の４つの態様が示される。なお、図２の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）および（Ｄ）に示されるそれぞれの送信態様において前提となる通信状況は、それぞれ図４の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）および（Ｄ）に示される送信態様における通信状況と同一に設定されている。
【００３３】
図２（Ａ）に示される第１の態様では、ステップＳ３１によりＬＬＣ層からＭＡＣ層への送信要求の発行を保留し、ステップＳ３２において通信媒体が待ち時間ＩＦＳの間にてアイドル状態を継続すると判定され、ステップＳ３３によりＬＬＣ層からＭＡＣ層への送信要求の発行に係る保留を解除する。次に、ステップＳ３４において送信要求が有ると判定されると、ステップＳ３５によりパケット化された１フレームのデータを送信する。その後、バックオフ間隔ＴＢを設定して、所定の待ち時間ＩＦＳおよびバックオフ間隔ＴＢが経過する間待機して、処理対象をステップＳ３４へ移行する。
【００３４】
図２（Ｂ）に示される第２の態様では、ステップＳ３１からステップＳ３３までの動作については第１の態様と同様である。この第２の態様では、送信要求の発行を保留している間に、ＬＬＣ層においてＭＡＣ層に対するパケットの送信要求が発生するから、送信要求の発行に係る保留が解除されると、即座にＬＬＣ層からＭＡＣ層へ送信要求を発行する。これにより、ステップＳ３４において送信要求が有ると判定され、ステップＳ３５によりパケット化された１フレームのデータを送信する。その後、バックオフ間隔ＴＢを設定して、所定の待ち時間ＩＦＳおよびバックオフ間隔ＴＢが経過する間待機して、処理対象をステップＳ３４へ移行する。
【００３５】
図２（Ｃ）に示される第３の態様では、ステップＳ３１からステップＳ３３までの動作については第１の態様と同様である。この第３の態様では、通信機Ｂからパケットが送信されていて、送信要求の発行を保留している間に、ＬＬＣ層においてＭＡＣ層に対するパケットの送信要求が発生するから、送信要求の発行に係る保留が解除されると、即座にＬＬＣ層からＭＡＣ層へ送信要求を発行する。これにより、ステップＳ３４において送信要求が有ると判定され、ステップＳ３５によりパケット化された１フレームのデータを送信する。その後、バックオフ間隔ＴＢを設定して、所定の待ち時間ＩＦＳおよびバックオフ間隔ＴＢが経過する間待機して、処理対象をステップＳ３４へ移行する。
【００３６】
図２（Ｄ）に示される第４の態様では、ステップＳ３１からステップＳ３３までの動作については第１の態様と同様である。この第４の態様では、通信機Ｂからのパケット送信が終了してから通信機Ｃからのパケット送信が開始するまでの間に、ＬＬＣ層においてＭＡＣ層に対するパケットの送信要求が発生する。この期間は待ち時間ＩＦＳよりも短いので、送信要求の発行は保留されたままであり、送信要求の発行に係る保留が解除されると、即座にＬＬＣ層からＭＡＣ層へ送信要求を発行する。これにより、ステップＳ３４において送信要求が有ると判定され、ステップＳ３５によりパケット化された１フレームのデータを送信する。その後、バックオフ間隔ＴＢを設定して、所定の待ち時間ＩＦＳおよびバックオフ間隔ＴＢが経過する間待機して、処理対象をステップＳ３４へ移行する。
【００３７】
以上のように、この実施の形態１によれば、ＬＬＣ層からＭＡＣ層への送信要求の発行を保留するステップＳ３１と、通信媒体が待ち時間ＩＦＳの間にてアイドル状態を継続するか否かを判定するステップＳ３２と、通信媒体が待ち時間ＩＦＳの間にてアイドル状態を継続した場合には、ＬＬＣ層からＭＡＣ層への送信要求の発行に係る保留を解除するステップＳ３３とを有するように構成したので、ＭＡＣ層に係る処理において通信媒体が待ち時間ＩＦＳの間にてアイドル状態を継続したことを確認した後にパケットの送信を許容するという第１の条件と、送信要求がＬＬＣ層からＭＡＣ層へ発行された時点において通信媒体がビジー状態にあるか、あるいは送信要求に応じてパケットを送信するために必要とされる待ち時間ＩＦＳの間にて通信媒体がアイドル状態からビジー状態に変化した場合には、少なくとも待ち時間ＩＦＳに加えてバックオフ間隔ＴＢが経過しないとパケットの送信を許容しないという第２の条件とを満たすことでＩＥＥＥ８０２．１１に準拠するように構成された通信システムにおいても、第１の条件が満たされた後に送信要求の発行に係る保留を解除することにより、第２の条件に基づいてバックオフ間隔が設定されることを回避してパケットを送信することが可能となるから、汎用性を有する通信システム内において優先的なパケット送信を実施することができるという効果を奏する。
【００３８】
また、バックオフ間隔が設定された状態において、待ち時間ＩＦＳが経過するとともに累計継続時間ＴＳがバックオフ間隔ＴＢ以上となった後に、送信要求が有るか否かを判定するステップＳ１１を有し、送信要求が無い場合にはステップＳ３３の次に実施するステップに処理対象を移行するように構成したので、ＬＬＣ層からＭＡＣ層へ送信要求が発行されれば、待ち時間ＩＦＳを待機することなく即座にパケットを送信することが可能となるから、通信機のパケット伝送速度を向上することができるという効果を奏する。
【００３９】
なお、上記の実施の形態１により説明されるパケット送信方法は、本願発明を限定するものではなく、例示することを意図して開示されているものである。本願発明の技術的範囲は特許請求の範囲の記載により定められるものであり、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において種々の設計的変更が可能である。例えば、この実施の形態においては、共通の通信媒体を介してパケット通信を実施する複数の通信機を有して構成される通信システムがＩＥＥＥ８０２．１１に準拠することを前提としているが、本願発明はＩＥＥＥ８０２．１１に準拠する通信システムへの適用に限定されるものではなく、共通の通信媒体が第１の待ち時間の間にてアイドル状態を継続した後にパケットの送信を許容する第１の条件と、送信要求が上位層から下位層へ発行された時点において通信媒体がビジー状態にあるか、あるいは送信要求に応じてパケットを送信するために必要とされる第１の待ち時間の間にて通信媒体がアイドル状態からビジー状態に変化した場合には、少なくとも第１の待ち時間に加えて第２の待ち時間が経過しないとパケットの送信を許容しない第２の条件とを満たすように制御される通信システム全般に適用されるものである。また、「通信機」という用語についても、親局との間で子局として通信を実施する通信機を意味するものに限定されるのではなく、通信媒体を共有する他の複数の通信機との間で通信を実施することができる広範なカテゴリーの通信機を意味するものである。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、上位層から下位層への送信要求の発行を保留する第１のステップと、共通の通信媒体が第１の待ち時間の間にてアイドル状態を継続したことが確認された後に送信要求の発行に係る保留を解除する第２のステップとを有するように構成したので、共通の通信媒体が第１の待ち時間の間にてアイドル状態を継続した後にパケットの送信を許容する第１の条件と、送信要求が上位層から下位層へ発行された時点において通信媒体がビジー状態にあるか、あるいは送信要求に応じてパケットを送信するために必要とされる第１の待ち時間の間にて通信媒体がアイドル状態からビジー状態に変化した場合には、少なくとも第１の待ち時間に加えて第２の待ち時間が経過しないとパケットの送信を許容しない第２の条件とを満たすように構成された通信システムにおいて、第１の条件が満たされた後に送信要求の発行に係る保留を解除することにより、第２の条件に基づいて第１の待ち時間に加えて第２の待ち時間を待機することを回避してパケットを送信することが可能となるから、上記の第１の条件および第２の条件を満たすような汎用性を有する通信システム内において優先的なパケット送信を実施することができるという効果を奏する。
【００４１】
この発明によれば、第１の待ち時間に加えて第２の待ち時間が経過しないとパケットを送信できない状況において、第１の待ち時間に加えて第２の待ち時間が経過してパケットが送信可能となった際に、送信要求が上位層から下位層へ発行されたか否かを判定する第３のステップを有し、送信要求が無い場合には第２のステップの次に実施するステップに処理対象を移行するように構成したので、上位層から下位層へ送信要求が発行されれば、第１の待ち時間を待機することなく即座にパケットを送信することが可能となるから、通信局のパケット伝送速度を向上することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１によるパケット送信方法を示すフローチャートである。
【図２】図１に示されるパケット送信方法を適用した場合のパケット送信に係る種々の態様を示す図である。
【図３】従来のパケット送信方法の一例を示すフローチャートである。
【図４】図３に示されるパケット送信方法を適用した場合のパケット送信に係る種々の態様を示す図である。
【図５】従来のパケット送信方法の他の例を示すフローチャートである。
【図６】図５に示されるパケット送信方法を適用した場合のパケット送信に係る種々の態様を示す図である。
【符号の説明】
Ｓ１１  送信要求有無判定ステップ（第３のステップ）、Ｓ３１  送信要求発行保留ステップ（第１のステップ）、Ｓ３２  ＩＦＳ経過判定ステップ（第２のステップ）、Ｓ３３  送信要求発行保留解除ステップ（第２のステップ）
【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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