(57)【要約】【課題】複数の通信ネットワークの使用するチャネルと通信範囲が重なり、お互いの通信に影響を及ぼすようなネットワーク形態において、送信端末の通信を妨害することなく端末が調査した空きチャネル情報を制御局へ通知する手段の提供を目的とする。【解決手段】制御局が端末に対して送信可能時間を与える場合に、制御局自らがこれから行うチャネル探索情報を送信権付与フレームに設定し送信し、前記フレームを受信した送信端末以外の各端末は、受信すべきデータがないと判断した時点で、制御局が現在どのチャネルを調査中であるかを判断し、端末が保持している空きチャネル情報をそのチャネルにおいて制御局へ通知することにより、送信端末の通信を妨害することなく制御局へ最新のチャネル情報を集約することができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御局が複数の端末に対してスループットを保証する動的時分割多重方法を使用する通信ネットワークシステムにおいて、送信権付与フレーム内に拡張情報領域を設定すると共に、前記制御局が前記送信権付与フレームを送信する際に前記拡張情報領域内に前記制御局自身に関するチャネル探索情報を付加して送信することを特徴とする通信ネットワークシステム。
【請求項２】
前記送信権付与フレームを受信した端末は、前記前記送信権付与フレームから前記制御局が現在調査しているチャネルを取得し、前記チャネルにおいて、前記端末が保持している最新チャネル探索結果情報を制御局へ通知することを特徴とする請求項１記載の通信ネットワークシステム。
【請求項３】
送信権を持つ端末のデータ送信が終了した際、前記送信権付与フレームから前記制御局が現在調査しているチャネルを取得し、前記チャネルにおいて、前記端末は送信終了したことを前記制御局へ通知することを特徴とする請求項２記載の通信ネットワークシステム。
【請求項４】
前記送信権を持つ端末からのデータ受信がないと判断した端末は、前記チャネル探索情報領域を含んだ送信権付与フレームから前記制御局が行うチャネル探索と同期してチャネル探索を行うことを特徴とする請求項３記載の通信ネットワークシステム。
【請求項５】
前記チャネル探索情報は、少なくとも探索チャネル番号情報と、前記チャネルにおける探索時間情報と、探索チャネル個数情報のいずれかもしくはその組み合わせであることを特徴とする請求項１記載の通信ネットワークシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のチャネルの中から１つのチャネルを選択してフレームを転送する動的時分割多重方式の通信ネットワークシステムに係わり、特に空きチャネル探索の制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、制御局が複数の端末に対してスループットを保証する通信ネットワークシステムでは、制御局から送信権を与えられた端末だけがフレームを送信する動的時分割多重方法と呼ばれる媒体アクセス制御を用いる。
【０００３】
動的時分割多重方法を使用する通信ネットワークでは、送信権を持つ端末は、前期通信ネットワーク内に同時に一台しか存在しないため、複数の端末が同時に送信することによるフレームの衝突するという現象は発生しないが、使用チャネルが重なっている別の通信ネットワークと前期通信ネットワークとの通信範囲が重なる場合、前記範囲内に位置する端末は正常に受信することができず、スループットの低下を引き起こすことになる。これは、媒体として電波を用いる無線通信システムや、電灯線を用いる電灯線通信システムのような伝送路状況が時間的に変動するシステムで生じる問題である。
【０００４】
上記問題を解決する方法としては、空きチャネルを探索し、現在通信に使用しているチャネルを変更する方法がある。例えば、端末における送信系と受信系が独立している場合、送信中などにより受信系が使用されていないときに、受信系を用いて空きチャネル探索動作を周期的に行い、送信するときに空きチャネルを選択して送信するというものがある（例えば特許文献１参照。）。
【０００５】
また受信すべきバーストが送信されなかったと判断された場合、待ち受け状態を中止して、直ちに空きチャネルを探索するというものもある（例えば特許文献２参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭６１−６００２８号公報
【特許文献２】
特開平０７−２５４８７６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記特開昭６１−６００２８号公報報に開示されている方法では、端末が使用するチャネルでの送信を制御局が受信できる必要があり、複数のチャネルの中から１つのチャネルを選択してフレームを転送する通信ネットワークシステムでは使用することができない。
【０００８】
また特開平０７−２５４８７６号公報報に開示されている方法では、自局周辺のチャネル情報を収集することができるものの、新しいチャネルへの変更を決定する制御局へ、送信権を取得するまで通知することができない。さらに制御局がチャネル探索を行っていた場合は、通信チャネルが一致しない場合があり、正確に通知することができない。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数のチャネルの中から１つのチャネルを選択してフレームを転送する動的時分割多重方式の通信ネットワークシステムにおいて、制御局が端末に対し送信時間を含む送信権を与えるフレームに制御局が行うチャネル探索情報領域を設け、各端末が制御局へ保持しているチャネル探索情報を通知する際、前記フレームを解析し制御局が現在どのチャネルを探索しているか判断し、端末自身もそのチャネルへ変更して制御局へ通知するものである。
【００１０】
そのために、請求項１における通信ネットワークシステムは、制御局が複数の端末に対してスループットを保証する動的時分割多重方法を使用する通信ネットワークシステムにおいて、送信権付与フレーム内に拡張情報領域を設定すると共に、前記制御局が前記送信権付与フレームを送信する際に前記拡張情報領域内に前記制御局自身に関するチャネル探索情報を付加して送信することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２における通信ネットワークシステムは、請求項１において、前記送信権付与フレームを受信した端末は、前記前記送信権付与フレームから前記制御局が現在調査しているチャネルを取得し、前記チャネルにおいて、前記端末が保持している最新チャネル探索結果情報を制御局へ通知することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項３における通信ネットワークシステムは、請求項２において、送信権を持つ端末のデータ送信が終了した際、前記送信権付与フレームから前記制御局が現在調査しているチャネルを取得し、前記チャネルにおいて、前記端末は送信終了したことを前記制御局へ通知することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項４における通信ネットワークシステムは、請求項３において、前記送信権を持つ端末からのデータ受信がないと判断した端末は、前記チャネル探索情報領域を含んだ送信権付与フレームから前記制御局が行うチャネル探索と同期してチャネル探索を行うことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項５における通信ネットワークシステムは、請求項１において、前記チャネル探索情報は、少なくとも探索チャネル番号情報と、前記チャネルにおける探索時間情報と、探索チャネル個数情報のいずれかもしくはその組み合わせであることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明を行う。
【００１６】
（実施の形態）
動的時分割多重方法を使用する通信ネットワークシステムでは、制御局が複数の端末に対してスループットを保証するために、制御局から端末に対して周期的に送信権付与フレームを送信することにより、通信ネットワークシステム内での送信権を管理し、スループットを保証する。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態の例を示す図であり、端末に対して送信権を与える従来のフレームフォーマットに対し拡張するチャネル探索情報領域の一例を示している。
【００１８】
図１中の１０１、１０２、１０３、１０４、１０５は従来の送信権付与フレームフォーマットを示している。１０１は送信権付与フレームであることを識別するためのフレーム識別子領域、１０２、１０３はそれぞれ送信先、送信元を示す端末識別子領域、１０４は自局が属している通信ネットワークかどうかを判断するためのネットワーク識別子領域、１０５は送信先端末に対して与えられる送信可能時間領域を示している。
【００１９】
拡張する領域は、１０６のチャネル探索個数領域と１０７のチャネル探索情報領域から構成され、チャネル探索個数領域１０６には、その領域以降に続いているチャネル探索情報領域１０７の個数を設定する。チャネル探索情報領域１０７は、チャネル探索番号領域１０８と探索時間領域１０９から構成され、探索するチャネルの情報を含んでいる。チャネル探索番号領域１０８には、探索するチャネル番号が設定され、探索時間領域１０９には、探索の持続時間がミリ秒単位で設定される。拡張領域の領域長を固定長とすることにより、受信側で各チャネルにおける探索情報を送信権付与フレームから取得することができる。また、チャネル探索動作をサポートしていない端末にも、少なくとも与えられた送信権に関する情報を取得できるように、拡張する領域を送信権付与フレームの最後に設ける。
【００２０】
次に、図１で示した送信権付与フレームを受信した端末の動作を図２のフローチャートで示す。
【００２１】
端末は、制御局が送信するチャネル探索情報領域を持つ送信権付与フレームを受信した場合、２０１で示すように、その内容を各端末内に保持する。２０２の分岐は、送信権付与フレーム内の送信先端末１０２が自局かどうかを判断していることを示している。送信先端末１０２が自局の場合は送信処理を開始し、データの送信が終了、もしくは送信時間の満了まで、送信処理を行う。２０３の分岐は、与えられた送信時間が満了した場合は制御局からの送信権付与フレームを期待する状態となり、データをすべて送信した場合は、２０１で保存している送信権付与フレームのチャネル探索個数領域１０６とチャネル探索情報領域１０７から、制御局が現在どのチャネルで動作しているかを取得し、制御局へ送信が終了したことを通知することを示している。
【００２２】
２０２の分岐により、送信権付与フレーム内の送信先端末１０２が自局以外を示していた場合は、受信動作を行う。２０４で示す分岐は、送信権をもつ端末から受信すべきデータがあるかどうかの判断を示している。送信権をもつ端末から自局に対してデータが送られてきた場合は、そのまま受信動作を行う。自局に対して、受信すべきデータがないと判断した時点で、２０５の分岐で示す、自局内にチャネル探索結果情報を保持しているかどうかを判断し、保持している場合は、２０１で保存している送信権付与フレームのチャネル探索個数領域１０６とチャネル探索情報領域１０７から、制御局が現在どのチャネルで動作しているかを取得し、制御局にチャネル探索結果情報を通知する。２０５の分岐において、自局内にチャネル探索結果情報を保持していない場合、チャネル探索動作を行い、チャネル探索結果情報を取得する。２０２の分岐において、送信権を与えられなかった端末は、２０１で保存した送信可能時間１０５までには元のチャネルに戻り、送信権付与フレームの受信を待機する状態になる。また２０６の分岐で示すように、チャネル探索動作中において、制御局からチャネル探索終了通知を受信した場合、チャネル探索を終了し、元の動作チャネルに戻り、送信権付与フレームの受信を待機する状態になる。
【００２３】
次に、図１で示した送信権付与フレームを送信する制御局の動作を図３のフローチャートで示す。
【００２４】
３０１の分岐は、送信権付与フレームを端末に対して送信した後、制御局が送信端末から制御局への送信があるかどうかを判断している。制御局に対する送信があった場合は受信処理を行い、受信処理終了後、次の端末のために、送信権付与フレームを準備する。３０１の分岐において制御局が受信すべきデータがないと判断した時点で、チャネル探索情報領域を持つ送信権付与フレームに示したチャネル探索情報の先頭から最初に現れたチャネル探索情報領域１０７内のチャネルから行う。３０２に示すように、チャネル探索中に送信権をもつ端末から送信終了の通知を受信した場合、制御局と同期してチャネル探索動作中である端末のために、チャネル探索終了通知を配信し、チャネル探索動作を直ちに終了する。そして元の動作チャネルに変更し、次の端末のための送信権付与フレームの準備を行う。３０３の分岐は、チャネル探索情報領域１０７に示した探索するチャネルをすべて探索したかどうかを判断し、すべてのチャネルを探索したなら、次の端末のための送信権付与フレームの準備を行い、次のチャネル探索情報領域が存在する場合は、そのチャネルにおける探索時間が満了した時点で、次のチャネルを探索する。
【００２５】
探索時間は制御局が送信したチャネル探索情報領域を持つ送信権付与フレーム送信時点を基準に探索されるため、端末は制御局が現在どのチャネルを探索しているかを、２０１で自局内部に保持しているチャネル探索情報領域を持つ送信権付与フレームのチャネル探索情報から取得することが可能である。
【００２６】
次に図１で示した送信権付与フレームを使用して、制御局へチャネル探索情報を通知するまでの制御局と端末の動作を説明する。
【００２７】
図４は、通信ネットワークにおける制御局と端末の位置関係を図示したものである。制御局Ａが管理する通信ネットワークＡ内に、端末１、端末２、端末３の３つの端末が属しており、４０１は通信ネットワークＡの通信範囲を示している。また４０２は、制御局Ｂが管理する通信ネットワークＢの通信範囲を示している。通信ネットワークＡ、Ｂともに動作チャネルとしてチャネル１を使用しているとする。端末１は、通信ネットワークＡ、Ｂのそれぞれの通信範囲が重なった場所に位置しているため、空きチャネル探索を行った場合、通信ネットワークＢの存在を知ることが可能だが、制御局Ａは通信ネットワークＢの通信範囲外に位置するため、チャネル探索を行ったとしても通信ネットワークＢの存在を知ることができない。
【００２８】
図５は、図４に示す制御局と端末の位置関係において、制御局Ａが送信権を端末２に対して５００ミリ秒与える場合の送信権付与フレームを示している。このフレームには、従来の送信権付与フレームに、制御局Ａが探索するチャネル番号を１、２、３、４、それぞれの探索時間を１００ミリ秒としたチャネル探索情報領域１０７が４つ設けられている。通信ネットワークＡの動作チャネルであるチャネル１を最初に探索することにより、チャネル１における他の通信ネットワークの検出を行うと共に、自局宛に受信すべきデータがあるかどうかの確認が可能になる。
【００２９】
図６は、図４で示したネットワーク構成において、図５に示した送信権付与フレームを制御局Ａが端末２に送信し、その送信権を放棄するまでのフローチャートであり、横軸を時間軸として示している。横軸６０１は、１目盛りあたり１００ミリ秒を示している時間軸、横軸６０２は、制御局Ａの動作を示した時間軸、横軸６０３は端末１の動作を示した時間軸、横軸６０４は、端末２の動作を示した時間軸、横軸６０５は、端末３の動作を示した時間軸を示し、すべての時間軸のスケールは、横軸６０１と一致している。また横軸６０２には、制御局Ａの動作チャネルの時間遷移を記述している。
【００３０】
６０６は、図５で示した送信権付与フレームの送信を示し、６０７ａ、６０７ｂ、６０７ｃは、端末２から端末３へのフレーム送信を示し、６０８は端末１から制御局Ａへチャネル探索結果情報の送信を示し、６０９は端末２から制御局Ａに対して送信終了を意味するフレームの送信を示し、６１０は、チャネル探索の終了を意味するフレーム配信を示し、６１１は端末２に与えられた送信時間の終了時点を示している。
【００３１】
まず、制御局Ａから送信された端末２への送信権付与フレーム６０６は、各端末において同時に受信し、各端末内部に保持される。チャネル探索情報領域を持つ送信権付与フレーム６０６の宛先である端末２は、直ちにフレーム６０７ａ、フレーム６０７ｂ、フレーム６０７ｃを端末３宛に送信し、端末３はそれらフレームの受信処理を行う。端末１と制御局Ａは、送信権を持つ端末２から自局宛にフレーム送信がないと判断した時点で、チャネルの探索を開始する。この時、端末１がチャネル１を探索した結果、チャネル１には、通信ネットワークＢが存在することを検出する。チャネル１の探索が終了した時点で、制御局Ａが現在どのチャネルを探索中なのかを保持してある送信権付与フレーム６０６から取得し、制御局Ａと同じチャネル２に変更し、端末１が保持するそのチャネル探索結果情報６０８を、制御局Ａへ通知する。
【００３２】
送信権をもつ端末２は、フレームの送信が完了した時点で制御局Ａに対してデータ転送を行わなかったので、制御局Ａがチャネル探索動作中であると判断する。従って現在の制御局Ａの動作チャネルを送信権付与フレーム６０６からチャネル３で動作中であることを取得し、チャネル３に変更して送信終了フレーム６０９を制御局Ａへ送信する。送信後、端末２は、通信ネットワークＡの動作チャネルであるチャネル１に変更し、次の送信権付与フレーム６０６の受信待ち状態となる。送信終了フレーム６０９を受信した制御局Ａは、探索チャネルにおいて、チャネル探索終了通知６１０を配信することにより、制御局Ａと同期してチャネル探索を行っている端末１に対して、直ちにチャネル探索を中止し、通信ネットワークＡの動作チャネル１に変更するよう通知する。チャネル探索終了通知６１０を配信した制御局Ａは、直ちに通信ネットワークＡの動作チャネル１に変更し、次の端末のために送信権付与フレーム６０６を準備する。
【００３３】
なお、本実施の形態では、チャネル探索結果情報として通信ネットワークの存在のみとしているが、ＳＮ比など通信媒体に関する情報をチャネル探索結果情報としてもよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように本発明により、複数の通信ネットワークの使用するチャネルと通信範囲が重なり、お互いのネットワークの通信に影響を及ぼすようなネットワーク形態において、通信範囲全域における最新のチャネル情報を制御局へ集約することが可能になり、制御局が全端末に対して送信を停止させ、チャネル探索を行う必要がなくなるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるチャネル探索情報領域を含んだ送信権付与フレーム内容を示す図
【図２】本発明の実施の形態におけるチャネル探索情報領域を含んだ送信権付与フレームを受信した端末の処理を示すフローチャート
【図３】本発明の実施の形態におけるチャネル探索情報領域を含んだ送信権付与フレームを送信する制御局の処理を示すフローチャート
【図４】本発明の実施の形態における制御局と端末の位置関係を示す図
【図５】本発明の実施の形態における制御局が送信するチャネル探索情報領域を含んだ送信権付与フレームの内容を示す図
【図６】本発明の実施の形態における制御局と端末の動作を示す図
【符号の説明】
１０１  フレーム識別子領域
１０２  送信先端末識別子領域
１０３  送信元端末識別子領域
１０４  ネットワーク識別子領域
１０５  送信可能時間領域
１０６  チャネル探索個数領域
１０７  チャネル探索情報領域
１０８  チャネル探索番号領域
１０９  探索時間領域
２０１  フレームの保存動作
２０２  自局宛かどうかの判断
２０３  送信終了の判断
２０４  受信データがあるかどうかの判断（端末）
２０５  チャネル探索結果情報を保持しているかどうかの判断
２０６  チャネル探索が終了したかどうかの判断
３０１  受信データがあるかどうかの判断（制御局）
３０２  送信終了通知受信の有無を判断
３０３  チャネル探索が終了したかどうかの判断
４０１  通信ネットワークＡの通信可能範囲
４０２  通信ネットワークＢの通信可能範囲
６０１  １目盛りあたり１００ミリ秒を示している時間軸
６０２  制御局Ａの動作を示した時間軸
６０３  端末１の動作を示した時間軸
６０４  端末２の動作を示した時間軸
６０５  端末３の動作を示した時間軸
６０６  送信権付与フレームの送信動作
６０７ａ  端末２から端末３へのデータ１の送信動作
６０７ｂ  端末２から端末３へのデータ２の送信動作
６０７ｃ  端末２から端末３へのデータ３の送信動作
６０８  端末１から制御局Ａへチャネル探索結果情報の送信動作
６０９  端末２から制御局Ａへ送信終了フレームの送信動作
６１０  チャネル探索の終了フレーム配信動作
６１１  端末２に与えられた送信時間の終了時点
【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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