(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークへのアクセスを制御する制御局と、制御局の制御下でネットワークへのアクセスを行う複数の端末局とで、構成される通信ネットワークシステムにおいて、時間分割を利用してネットワークアクセス制御を行うメディアアクセス制御方法であって、
前記制御局が、
ネットワーク内で実行される複数の通信に関して、それぞれの通信に割り当てられた利用可能な時間帯と通信タイミングの繰上げが可能か不可能かに関する情報とを格納した送信スケジュールを生成するステップと、
前記生成した送信スケジュールを１つに格納したスケジュールフレームを生成するステップと、
前記生成したスケジュールフレームを前記複数の端末局に向けて送信するステップとを備え、
前記端末局が、
前記制御局が送信する前記スケジュールフレームを受信するステップと、
前記受信したスケジュールフレームに記載された内容に基づいて、自局が通信できる時間帯を判断するステップと、
前記判断した時間帯において通信を実行するステップとを備え、
前記制御局と端末局とが、
自局の直前にスケジューリングされている他局の送信状態を監視するステップと、
前記他局によって、前記送信スケジュールで割り当てられた時間帯で通信が行われていないこと、又は前記送信スケジュールで割り当てられている終了時間よりも前に通信が完了したことを検出するステップと、
前記検出するステップによる検出に応じて、前記送信スケジュールに格納されている通信タイミングの繰上げが可能か不可能かに関する情報において繰上げが可能であると記載されている場合には、前記他局の未使用時間帯を使用して自局の通信開始タイミングを繰り上げるステップとを備えることを特徴とする、メディアアクセス制御方法。
【請求項２】
ネットワークへのアクセスを制御する制御局と、制御局の制御下でネットワークへのアクセスを行う複数の端末局とで、構成される通信ネットワークシステムにおいて、時間分割を利用してネットワークアクセス制御を行うメディアアクセス制御方法であって、
前記制御局が、
ネットワーク内で実行される複数の通信に関して、それぞれの通信に割り当てられた利用可能な時間帯と通信タイミングの繰上げが可能か不可能かに関する情報とを格納した送信スケジュールを生成するステップと、
前記生成した送信スケジュールを１つに格納したスケジュールフレームを生成するステップと、
前記生成したスケジュールフレームを前記複数の端末局に向けて送信するステップとを備え、
前記端末局が、
前記制御局が送信する前記スケジュールフレームを受信するステップと、
前記受信したスケジュールフレームに記載された内容に基づいて、自局が通信できる時間帯を判断するステップと、
前記判断した時間帯において通信を実行するステップとを備え、
前記制御局と端末局とが、
前記送信スケジュールで割り当てられた時間帯に通信を行わない場合、又は前記送信スケジュールで割り当てられている終了時間よりも前に通信が完了した場合に、所定の通知フレームを送信するステップと、
自局の直前にスケジューリングされている他局から前記通知フレームを受信し、かつ前記送信スケジュールに格納されている通信タイミングの繰上げが可能か不可能かに関する情報において繰上げが可能であると記載されている場合には前記他局の未使用時間帯を使用して自局の通信開始タイミングを繰り上げるステップとを備えることを特徴とする、メディアアクセス制御方法。
【請求項３】
前記制御局は、前記スケジュールフレームをブロードキャストで送信することを特徴とする、請求項１ないし請求項２に記載のメディアアクセス制御方法。
【請求項４】
前記制御局は、前記スケジュールフレームをマルチキャストで送信することを特徴とする、請求項１ないし請求項２に記載のメディアアクセス制御方法。
【請求項５】
前記制御局は、前記スケジュールフレームを一定周期で送信することを特徴とする、請求項１ないし請求項２に記載のメディアアクセス制御方法。
【請求項６】
前記制御局は、前記スケジュールフレームを一定周期で送信することを特徴とする、請求項３に記載のメディアアクセス制御方法。
【請求項７】
前記制御局は、前記スケジュールフレームを一定周期で送信することを特徴とする、請求項４に記載のメディアアクセス制御方法。
【請求項８】
前記送信スケジュールは、前記複数の端末局のそれぞれについて、データを送信することができる時間帯を割り当てた情報を含むことを特徴とする、請求項１ないし請求項２に記載のメディアアクセス制御方法。
【請求項９】
前記送信スケジュールは、前記複数の端末局が作成したセッション又はコネクションのそれぞれについて、データを送信することができる時間帯を割り当てた情報を含むことを特徴とする、請求項１ないし請求項２に記載のメディアアクセス制御方法。
【請求項１０】
前記端末局は、前記データを送信することができる時間帯において、時間分割多重（ＴＤＭ）を用いたデータ送信を行うことを特徴とする、請求項８に記載のメディアアクセス制御方法。
【請求項１１】
前記端末局は、前記データを送信することができる時間帯において、時間分割多重（ＴＤＭ）を用いたデータ送信を行うことを特徴とする、請求項９に記載のメディアアクセス制御方法。
【請求項１２】
前記端末局は、前記データを送信することができる時間帯において、周波数分割多重（ＦＤＭ）を用いたデータ送信を行うことを特徴とする、請求項８に記載のメディアアクセス制御方法。
【請求項１３】
前記端末局は、前記データを送信することができる時間帯において、周波数分割多重（ＦＤＭ）を用いたデータ送信を行うことを特徴とする、請求項９に記載のメディアアクセス制御方法。
【請求項１４】
前記端末局は、前記データを送信することができる時間帯において、符号分割多重（ＣＤＭ）を用いたデータ送信を行うことを特徴とする、請求項８に記載のメディアアクセス制御方法。
【請求項１５】
前記端末局は、前記データを送信することができる時間帯において、符号分割多重（ＣＤＭ）を用いたデータ送信を行うことを特徴とする、請求項９に記載のメディアアクセス制御方法。
【請求項１６】
特定のタイミングでネットワークにアクセスする必要がある通信である場合、前記未使用時間帯を使用して通信を早めて開始する処理が行われないことを特徴とする、請求項１ないし請求項２に記載のメディアアクセス制御方法。
【請求項１７】
前記スケジュールフレームには、同一の送信スケジュールが格納されたフレームが以後何回周期的に送信されるかを示す繰り返し回数が記述されていることを特徴とする、請求項１ないし請求項２に記載のメディアアクセス制御方法。
【請求項１８】
前記端末局は、前記繰り返し回数に基づいた期間において前記スケジュールフレームが受信できない場合、最後に受信した前記スケジュールフレームに記載された内容に基づいて、自局が通信できる時間帯を判断するステップをさらに備えることを特徴とする、請求項１７に記載のメディアアクセス制御方法。
【請求項１９】
ネットワークへのアクセスを制御する制御局と、制御局の制御下でネットワークへのアクセスを行う複数の端末局とで構成され、時間分割を利用してネットワークアクセス制御を行うメディアアクセス制御システムであって、
前記制御局は、
ネットワーク内で実行される複数の通信に関して、それぞれの通信に割り当てられた利用可能な時間帯と通信タイミングの繰上げが可能か不可能かに関する情報とを格納した送信スケジュールを生成するスケジュール生成部と、
前記スケジュール生成部で生成した送信スケジュールを１つのスケジュールフレームに格納し、前記複数の端末局に向けて送信するフレーム送信部とを備え、
前記端末局は、
前記制御局が送信する前記スケジュールフレームを受信するフレーム受信部と、
前記フレーム受信部が受信した前記スケジュールフレームに記載された内容に基づいて、自局が通信できる時間帯を判断するスケジュール処理部と、
前記スケジュール処理部が判断した時間帯において通信を実行する通信制御部とを備え、
前記制御局と端末局とは、
自局の直前にスケジューリングされている他局の送信状態を監視する他局送信状態監視部と、
前記他局によって、前記送信スケジュールで割り当てられた時間帯で通信が行われていないこと、又は前記送信スケジュールで割り当てられている終了時間よりも前に通信が完了したことを検出する他局送信完了検出部と、
前記検出するステップによる検出に応じて、前記送信スケジュールに格納されている通信タイミングの繰上げが可能か不可能かに関する情報において繰上げが可能であると記載されている場合には、前記他局の未使用時間帯を使用して自局の通信開始タイミングを繰り上げる通信開始タイミング繰上げ部とを備えることを特徴とする、メディアアクセス制御システム。
【請求項２０】
複数の端末局によるネットワークへのアクセスを時間分割を利用して制御する制御局であって、
ネットワーク内で実行される複数の通信に関して、それぞれの通信に割り当てられた利用可能な時間帯と通信タイミングの繰上げが可能か不可能かに関する情報とを格納した送信スケジュールを生成するスケジュール生成部と、
前記スケジュール生成部で生成した送信スケジュールを１つのスケジュールフレームに格納し、前記複数の端末局に向けて送信するフレーム送信部と、
自局の直前にスケジューリングされている他局の送信状態を監視する他局送信状態監視部と、
前記他局によって、前記送信スケジュールで割り当てられた時間帯で通信が行われていないこと、又は前記送信スケジュールで割り当てられている終了時間よりも前に通信が完了したことを検出する他局送信完了検出部と、
前記検出するステップによる検出に応じて、前記送信スケジュールに格納されている通信タイミングの繰上げが可能か不可能かに関する情報において繰上げが可能であると記載されている場合には、前記他局の未使用時間帯を使用して自局の通信開始タイミングを繰り上げる通信開始タイミング繰上げ部とを備えることを特徴とする、制御局。
【請求項２１】
制御局の制御下でネットワークへのアクセスを行う端末局であって、
ネットワーク内で実行される複数の通信に関して、それぞれの通信に割り当てられた利用可能な時間帯と通信タイミングの繰上げが可能か不可能かに関する情報とを格納した送信スケジュールが１つに格納されたスケジュールフレームを、前記制御局から受信するフレーム受信部と、
前記フレーム受信部が受信した前記スケジュールフレームに記載された内容に基づいて、自局が通信できる時間帯を判断するスケジュール処理部と、
前記スケジュール処理部が判断した時間帯において通信を実行する通信制御部と、
自局の直前にスケジューリングされている他局の送信状態を監視する他局送信状態監視部と、
前記他局によって、前記送信スケジュールで割り当てられた時間帯で通信が行われていないこと、又は前記送信スケジュールで割り当てられている終了時間よりも前に通信が完了したことを検出する他局送信完了検出部と、
前記検出するステップによる検出に応じて、前記送信スケジュールに格納されている通信タイミングの繰上げが可能か不可能かに関する情報において繰上げが可能であると記載されている場合には、前記他局の未使用時間帯を使用して自局の通信開始タイミングを繰り上げる通信開始タイミング繰上げ部とを備えることを特徴とする、端末局。
【請求項２２】
ネットワークへのアクセスを制御する制御局と、制御局の制御下でネットワークへのアクセスを行う複数の端末局とで、構成される通信ネットワークシステムにおいて、時間分割を利用してネットワークアクセス制御を行うメディアアクセス制御方法を実行するためのプログラムであって、
前記制御局に、
ネットワーク内で実行される複数の通信に関して、それぞれの通信に割り当てられた利用可能な時間帯と通信タイミングの繰上げが可能か不可能かに関する情報とを格納した送信スケジュールを生成するステップと、
前記生成した送信スケジュールを１つに格納したスケジュールフレームを生成するステップと、
前記生成したスケジュールフレームを前記複数の端末局に向けて送信するステップとを実行させ、
前記端末局に、
前記制御局が送信する前記スケジュールフレームを受信するステップと、
前記受信したスケジュールフレームに記載された内容に基づいて、自局が通信できる時間帯を判断するステップと、
前記判断した時間帯において通信を実行するステップとを実行させ、
前記制御局と端末局とに、
自局の直前にスケジューリングされている他局の送信状態を監視するステップと、
前記他局によって、前記送信スケジュールで割り当てられた時間帯で通信が行われていないこと、又は前記送信スケジュールで割り当てられている終了時間よりも前に通信が完了したことを検出するステップと、
前記検出するステップによる検出に応じて、前記送信スケジュールに格納されている通信タイミングの繰上げが可能か不可能かに関する情報において繰上げが可能であると記載されている場合には、前記他局の未使用時間帯を使用して自局の通信開始タイミングを繰り上げるステップとを実行させるための、プログラム。
【請求項２３】
ネットワークへのアクセスを制御する制御局と、制御局の制御下でネットワークへのアクセスを行う複数の端末局とで、構成される通信ネットワークシステムにおいて、時間分割を利用してネットワークアクセス制御を行うメディアアクセス制御方法を実行するためのプログラムを記録した媒体であって、
前記制御局に、
ネットワーク内で実行される複数の通信に関して、それぞれの通信に割り当てられた利用可能な時間帯と通信タイミングの繰上げが可能か不可能かに関する情報とを格納した送信スケジュールを生成するステップと、
前記生成した送信スケジュールを１つに格納したスケジュールフレームを生成するステップと、
前記生成したスケジュールフレームを前記複数の端末局に向けて送信するステップとを実行させ、
前記端末局に、
前記制御局が送信する前記スケジュールフレームを受信するステップと、
前記受信したスケジュールフレームに記載された内容に基づいて、自局が通信できる時間帯を判断するステップと、
前記判断した時間帯において通信を実行するステップとを実行させ、
前記制御局と端末局とに、
自局の直前にスケジューリングされている他局の送信状態を監視するステップと、
前記他局によって、前記送信スケジュールで割り当てられた時間帯で通信が行われていないこと、又は前記送信スケジュールで割り当てられている終了時間よりも前に通信が完了したことを検出するステップと、
前記検出するステップによる検出に応じて、前記送信スケジュールに格納されている通信タイミングの繰上げが可能か不可能かに関する情報において繰上げが可能であると記載されている場合には、前記他局の未使用時間帯を使用して自局の通信開始タイミングを繰り上げるステップとを実行させるためのプログラムを記録する、媒体。
【請求項２４】
時間分割を利用してネットワークアクセス制御を行うメディアアクセス制御システムに用いられる端末装置に内蔵される集積回路であって、
ネットワーク内で実行される複数の通信に関して、それぞれの通信に割り当てられた利用可能な時間帯と通信タイミングの繰上げが可能か不可能かに関する情報とを格納した送信スケジュールを生成するスケジュール生成部、
前記スケジュール生成部で生成した送信スケジュールを１つのスケジュールフレームに格納して他の端末装置へ送信するフレーム送信部、
他の端末装置が送信する前記スケジュールフレームを受信するフレーム受信部、
前記フレーム受信部が受信した前記スケジュールフレームに記載された内容に基づいて、通信できる時間帯を判断するスケジュール処理部、
前記スケジュール処理部が判断した時間帯において通信を実行する通信制御部、
自局の直前にスケジューリングされている他局の送信状態を監視する他局送信状態監視部、
前記他局によって、前記送信スケジュールで割り当てられた時間帯で通信が行われていないこと、又は前記送信スケジュールで割り当てられている終了時間よりも前に通信が完了したことを検出する他局送信完了検出部、及び
前記検出するステップによる検出に応じて、前記送信スケジュールに格納されている通信タイミングの繰上げが可能か不可能かに関する情報において繰上げが可能であると記載されている場合には、前記他局の未使用時間帯を使用して自局の通信開始タイミングを繰り上げる通信開始タイミング繰上げ部として機能する回路を集積する、集積回路。
【請求項２５】
ネットワークへのアクセスを制御する制御局と、制御局の制御下でネットワークへのアクセスを行う複数の端末局とで構成され、時間分割を利用してネットワークアクセス制御を行うメディアアクセス制御システムであって、
前記制御局は、
ネットワーク内で実行される複数の通信に関して、それぞれの通信に割り当てられた利用可能な時間帯と通信タイミングの繰上げが可能か不可能かに関する情報とを格納した送信スケジュールを生成するスケジュール生成部と、
前記スケジュール生成部で生成した送信スケジュールを１つのスケジュールフレームに格納し、前記複数の端末局に向けて送信するフレーム送信部とを備え、
前記端末局は、
前記制御局が送信する前記スケジュールフレームを受信するフレーム受信部と、
前記フレーム受信部が受信した前記スケジュールフレームに記載された内容に基づいて、自局が通信できる時間帯を判断するスケジュール処理部と、
前記スケジュール処理部が判断した時間帯において通信を実行する通信制御部とを備え、
前記制御局と端末局とは、
前記送信スケジュールで割り当てられた時間帯に通信を行わない場合、又は前記送信スケジュールで割り当てられている終了時間よりも前に通信が完了した場合に、所定の通知フレームを送信する通知フレーム送信部と、
自局の直前にスケジューリングされている他局から前記通知フレームを受信し、かつ前記送信スケジュールに格納されている通信タイミングの繰上げが可能か不可能かに関する情報において繰上げが可能であると記載されている場合には前記他局の未使用時間帯を使用して自局の通信開始タイミングを繰り上げる通信開始タイミング繰上げ部とを備えることを特徴とする、メディアアクセス制御システム。
【請求項２６】
複数の端末局によるネットワークへのアクセスを時間分割を利用して制御する制御局であって、
ネットワーク内で実行される複数の通信に関して、それぞれの通信に割り当てられた利用可能な時間帯と通信タイミングの繰上げが可能か不可能かに関する情報とを格納した送信スケジュールを生成するスケジュール生成部と、
前記スケジュール生成部で生成した送信スケジュールを１つのスケジュールフレームに格納し、前記複数の端末局に向けて送信するフレーム送信部と、
前記送信スケジュールで割り当てられた時間帯に通信を行わない場合、又は前記送信スケジュールで割り当てられている終了時間よりも前に通信が完了した場合に、所定の通知フレームを送信する通知フレーム送信部と、
自局の直前にスケジューリングされている他局から前記通知フレームを受信し、かつ前記送信スケジュールに格納されている通信タイミングの繰上げが可能か不可能かに関する情報において繰上げが可能であると記載されている場合には前記他局の未使用時間帯を使用して自局の通信開始タイミングを繰り上げる通信開始タイミング繰上げ部とを備えることを特徴とする、制御局。
【請求項２７】
制御局の制御下でネットワークへのアクセスを行う端末局であって、
ネットワーク内で実行される複数の通信に関して、それぞれの通信に割り当てられた利用可能な時間帯と通信タイミングの繰上げが可能か不可能かに関する情報とを格納した送信スケジュールが１つに格納されたスケジュールフレームを、前記制御局から受信するフレーム受信部と、
前記フレーム受信部が受信した前記スケジュールフレームに記載された内容に基づいて、自局が通信できる時間帯を判断するスケジュール処理部と、
前記スケジュール処理部が判断した時間帯において通信を実行する通信制御部と、
前記送信スケジュールで割り当てられた時間帯に通信を行わない場合、又は前記送信スケジュールで割り当てられている終了時間よりも前に通信が完了した場合に、所定の通知フレームを送信する通知フレーム送信部と、
自局の直前にスケジューリングされている他局から前記通知フレームを受信し、かつ前記送信スケジュールに格納されている通信タイミングの繰上げが可能か不可能かに関する情報において繰上げが可能であると記載されている場合には前記他局の未使用時間帯を使用して自局の通信開始タイミングを繰り上げる通信開始タイミング繰上げ部とを備えることを特徴とする、端末局。
【請求項２８】
ネットワークへのアクセスを制御する制御局と、制御局の制御下でネットワークへのアクセスを行う複数の端末局とで、構成される通信ネットワークシステムにおいて、時間分割を利用してネットワークアクセス制御を行うメディアアクセス制御方法を実行するためのプログラムであって、
前記制御局に、
ネットワーク内で実行される複数の通信に関して、それぞれの通信に割り当てられた利用可能な時間帯と通信タイミングの繰上げが可能か不可能かに関する情報とを格納した送信スケジュールを生成するステップと、
前記生成した送信スケジュールを１つに格納したスケジュールフレームを生成するステップと、
前記生成したスケジュールフレームを前記複数の端末局に向けて送信するステップとを実行させ、
前記端末局に、
前記制御局が送信する前記スケジュールフレームを受信するステップと、
前記受信したスケジュールフレームに記載された内容に基づいて、自局が通信できる時間帯を判断するステップと、
前記判断した時間帯において通信を実行するステップとを実行させ、
前記制御局と端末局とに、
前記送信スケジュールで割り当てられた時間帯に通信を行わない場合、又は前記送信スケジュールで割り当てられている終了時間よりも前に通信が完了した場合に、所定の通知フレームを送信するステップと、
自局の直前にスケジューリングされている他局から前記通知フレームを受信し、かつ前記送信スケジュールに格納されている通信タイミングの繰上げが可能か不可能かに関する情報において繰上げが可能であると記載されている場合には前記他局の未使用時間帯を使用して自局の通信開始タイミングを繰り上げるステップとを実行させるための、プログラム。
【請求項２９】
ネットワークへのアクセスを制御する制御局と、制御局の制御下でネットワークへのアクセスを行う複数の端末局とで、構成される通信ネットワークシステムにおいて、時間分割を利用してネットワークアクセス制御を行うメディアアクセス制御方法を実行するためのプログラムを記録した媒体であって、
前記制御局に、
ネットワーク内で実行される複数の通信に関して、それぞれの通信に割り当てられた利用可能な時間帯と通信タイミングの繰上げが可能か不可能かに関する情報とを格納した送信スケジュールを生成するステップと、
前記生成した送信スケジュールを１つに格納したスケジュールフレームを生成するステップと、
前記生成したスケジュールフレームを前記複数の端末局に向けて送信するステップとを実行させ、
前記端末局に、
前記制御局が送信する前記スケジュールフレームを受信するステップと、
前記受信したスケジュールフレームに記載された内容に基づいて、自局が通信できる時間帯を判断するステップと、
前記判断した時間帯において通信を実行するステップとを実行させ、
前記制御局と端末局とに、
前記送信スケジュールで割り当てられた時間帯に通信を行わない場合、又は前記送信スケジュールで割り当てられている終了時間よりも前に通信が完了した場合に、所定の通知フレームを送信するステップと、
自局の直前にスケジューリングされている他局から前記通知フレームを受信し、かつ前記送信スケジュールに格納されている通信タイミングの繰上げが可能か不可能かに関する情報において繰上げが可能であると記載されている場合には前記他局の未使用時間帯を使用して自局の通信開始タイミングを繰り上げるステップとを実行させるためのプログラムを記録する、媒体。
【請求項３０】
時間分割を利用してネットワークアクセス制御を行うメディアアクセス制御システムに用いられる端末装置に内蔵される集積回路であって、
ネットワーク内で実行される複数の通信に関して、それぞれの通信に割り当てられた利用可能な時間帯と通信タイミングの繰上げが可能か不可能かに関する情報とを格納した送信スケジュールを生成するスケジュール生成部、
前記スケジュール生成部で生成した送信スケジュールを１つのスケジュールフレームに格納して他の端末装置へ送信するフレーム送信部、
他の端末装置が送信する前記スケジュールフレームを受信するフレーム受信部、
前記フレーム受信部が受信した前記スケジュールフレームに記載された内容に基づいて、通信できる時間帯を判断するスケジュール処理部、
前記スケジュール処理部が判断した時間帯において通信を実行する通信制御部、
前記送信スケジュールで割り当てられた時間帯に通信を行わない場合、又は前記送信スケジュールで割り当てられている終了時間よりも前に通信が完了した場合に、所定の通知フレームを送信する通知フレーム送信部と、
自局の直前にスケジューリングされている他局から前記通知フレームを受信し、かつ前記送信スケジュールに格納されている通信タイミングの繰上げが可能か不可能かに関する情報において繰上げが可能であると記載されている場合には前記他局の未使用時間帯を使用して自局の通信開始タイミングを繰り上げる通信開始タイミング繰上げ部として機能する回路を集積する、集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスタ−スレーブシステムにおけるメディアアクセス制御に関し、より特定的には、複数の端末装置がアクセスするネットワークシステムにおいて、特定の１つの端末装置（制御局）が、他の全ての端末装置（端末局）に関するアクセスを時間分割によって制御するメディアアクセス制御方法及びその方法を用いたメディアアクセス制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ネットワークへのアクセスを制御する制御局と、制御局の制御下でネットワークへのアクセスを行う端末局とから構成される通信ネットワークシステムとして、無線ＬＡＮシステム等が実用化されている。無線ＬＡＮシステムには、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。さらには、これらにＱｏＳ（クオリティ・オブ・サービス）の概念を取り入れたＩＥＥＥ８０２．１１ｅも規格策定中である。
【０００３】
ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズの無線ＬＡＮでは、ＰＣＦ（ポイント・コーディネーション・ファンクション）というメディアアクセス方式が規定されている。この方式は、アクセスポイント（ＡＰ）と呼ばれる制御局が、ステーション（ＳＴＡ）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、端末局に送信許可を与える方式である。詳細は非特許文献１を参照。
【０００４】
図２４は、１台のＡＰと３台のＳＴＡ１〜３によって構成される無線ＬＡＮネットワークにおいて、ＰＣＦによるメディアアクセスがされる一例を示している。図２４の例では、まずＡＰがポーリングフレーム５０１を送信し、ＳＴＡ１に対してデータフレームの送信許可を与える。ＳＴＡ１がデータフレーム５０２を送信すると、続いてＡＰは、ＳＴＡ２に対してポーリングフレーム５０３を送信し、ＳＴＡ２がこれに応じてデータフレーム５０４を送信する。以降、同じシーケンスがＡＰとＳＴＡ３の間で行われる。
【０００５】
また、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅでは、ＰＣＦにＱｏＳの概念を与えたＨＣＦ（ハイブリッド・コーディネーション・ファンクション）というメディアアクセス方式が定義されている。詳細は非特許文献２を参照。
【０００６】
図２５は、１台のＡＰと３台のＳＴＡ１〜３によって構成される無線ＬＡＮネットワークにおいて、ＨＣＦによるメディアアクセスがされる一例を示している。図２５の例では、まずＡＰがポーリングフレーム５１１をＳＴＡ１に送信する。この際、ＳＴＡ１がメディアを占有できる時間をポーリングフレームに書き込む。この特定のＳＴＡによるメディア占有時間は、ＴＸＯＰ（トランスミッション・オポチュニティ）と呼ばれる。ＳＴＡ１は、ＴＸＯＰで指定された時間以内では、複数回のデータ送信を行うことができる（データ５１２）。ＴＸＯＰが満了すると、ＡＰは次のＳＴＡ２に対してＴＸＯＰを指定してポーリングフレーム５１３を送信する。この一連の処理の繰り返しにより、各ＳＴＡがメディアを占有できる時間を指定することができる。
【０００７】
一方、制御局が端末局の通信タイミング情報を含むフレーム（タイミング信号）を送信し、ネットワーク内の各端末局がこのタイミング信号を受信することで、各端末局が通信メディアを占有する時間を指定する技術も存在する。例えば、特許文献１や特許文献２で開示されている技術である。
【０００８】
特に、上記文献２では、ネットワーク内の各端末局は、キャリア検出を行いながら制御局がタイミング信号に記載されたタイミングに基づいて通信を行うことで、伝送効率のさらなる向上を図っている。具体的には、文献２では、図２６の例のように送信順位に応じて各局が送信開始する時間を規定している。図２６では、送信順位第１位の端末局Ｈはタイミング信号の直後に、第２位の端末局Ｉは３０ｍｓｅｃ後に、第３位の端末局Ｊは１２０ｍｓｅｃ後に、第４位の端末局Ｋは１５０ｍｓｅｃ後に、それぞれ送信を開始するように規定されている。さらに、特定の端末局の通信時間が規定している予定を超過した場合でも送信順序を特定できるように、図２７の例のように送信順位に応じて各端末局が送信開始する時間までの空き時間を規定している。図２７の左図では、送信順位第１位の端末局Ｈ〜第４位の端末局Ｋまでの空き時間を、それぞれ５、１０、１５及び２０ｍｓｅｃに設定している。
【０００９】
ただし、この空き時間を設ける方法では、送信順位が後ろの方にある端末局は、必要以上に長い空き時間が設定されることになり、送信効率の低下を招く。そのため、文献２では、タイミング信号に基づいて特定の端末局による正常な送信が完了した場合には、当該特定の端末局以降の送信順位の空き時間を１つずつ繰り上げて再設定して、正常な通信時における送信効率の低下を回避することを行っている（図２７の右図）。
【００１０】
以上のように、従来の通信ネットワークシステムでは、各端末局が送信に使用できる時間を定義して、高効率なデータ送信を実現している。
【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・スペシフィケーションズ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ＬＡＮ  Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＭＡＣ）  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｌａｙｅｒ（ＰＨＹ）  ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ）」
【非特許文献２】アイ・トリプルイー・スタンダード（ＩＥＥＥ  Ｓｔｄ）８０２．１１ｅ  Ｄｒａｆｔ４．０，「「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・スペシフィケーションズ：メディアム・アクセス・コントロール・エンハンスメンツ・フォー・クオリティ・オブ・サービス（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ＬＡＮ  Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｌａｙｅｒ  ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ：  Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔｓ  ｆｏｒ  Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）」
【特許文献１】特開平９−２０５４５４号公報
【特許文献２】特開２００１−３３３０６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述したポーリングを行う方式では、第１の問題として、各端末局に対して個別にポーリングフレームを送信する必要があるため、オーバーヘッドが増加するという問題がある。特に、各端末局の送信データが小さい場合や、ポーリングフレームの送信に比較的時間がかかる場合等は、多数のポーリングフレーム送信によって伝送効率が大幅に低下する。ＩＥＥＥ８０２．１１ｅでは、５４、４８、３６及び６Ｍｂｐｓ等の複数の伝送モードが規定されているが、使用している伝送モードを受信端末で検出できるようにするため、ヘッダ部分には常に最低速度の伝送モードが利用されている。このため、データ通信を伴わないポーリングフレーム送信が増加することで低速なヘッダの送信回数が増加し、結果として伝送効率の低下を招くことになる。
【００１２】
次に第２の問題として、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅにおけるＴＸＯＰは固定的に割り当てられるため、例えばある端末局が割り当てられた時間の一部しか通信に利用しない場合にも、他の端末局がその空き時間を利用して通信を行うことができないという問題がある。ＩＥＥＥ８０２．１１ｅが利用する無線通信や家庭用電力線を利用する電灯線通信等では、伝送路状態が安定しないため送信したフレームに伝送路誤りが頻繁に発生する。この伝送誤りに対応するため、バッファ等を用いて所定量のデータを予め先書き込みしておき、バッファに格納しているデータを処理している間に誤ったフレームの再送を行う手法が考えられる。しかしながら、この手法であっても、バッファの容量を超えるデータ遅延が発生した場合には対応できないため、バッファのデータ蓄積量が少なくなれば蓄積量を回復させたいのであるが、他に割り当てられた時間を利用することができないため回復させることができない。
【００１３】
一方、文献２の方法で設定している空き時間は、正常な送信ができれば本来必要のない余分な時間である。よって、特定の端末局による正常な送信が完了した場合に、各端末局に設定している空き時間が１つずつ繰り上げて再設定されたとしても、最初にタイミング信号によって割り当てられている時間（図２６）を超えて前倒しで送信が開始されることはない。すなわち、特定の端末局が使用するはずであった時間を他の端末局が使用するという制御ではない。
【００１４】
それ故に、本発明の目的は、制御局から１つの特定フレームを各端末局に送信することで各端末局のデータ送信時間をスケジュールできると共に、ある端末局がデータ送信に使用しない時間帯を他の端末局に割り振ることができる、メディアアクセス制御方法及びシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、ネットワークへのアクセスを制御する制御局と、制御局の制御下でネットワークへのアクセスを行う複数の端末局とで、構成される通信ネットワークシステムにおいて、時間分割を利用してネットワークアクセス制御を行うメディアアクセス制御方法に向けられている。そして、本発明のメディアアクセス制御方法は、制御局及び端末局に以下のステップを実行させることで上記目的を達成させている。
【００１６】
制御局には、ネットワーク内で実行される複数の通信に関して、それぞれの通信に利用可能な時間帯を割り当てた送信スケジュールを生成するステップと、生成した送信スケジュールを１つに格納したスケジュールフレームを生成するステップと、生成したスケジュールフレームを複数の端末局に向けて送信するステップとを実行させる。
【００１７】
端末局には、制御局が送信するスケジュールフレームを受信するステップと、受信したスケジュールフレームに記載された内容に基づいて、自局が通信できる時間帯を判断するステップと、判断した時間帯において通信を実行するステップとを実行させる。
【００１８】
制御局は、スケジュールフレームをブロードキャストで送信してもよいし、マルチキャストで送信してもよい。また、このスケジュールフレームの送信は、典型的には一定周期で行われる。
【００１９】
送信スケジュールは、複数の端末局のそれぞれについて、データを送信することができる時間帯を割り当てた情報を含んでもよいし、複数の端末局が作成したセッション又はコネクションのそれぞれについて、データを送信することができる時間帯を割り当てた情報を含んでもよい。このデータを送信することができる時間帯では、端末局は、時間分割多重（ＴＤＭ）、周波数分割多重（ＦＤＭ）又は符号分割多重（ＣＤＭ）等のいずれの方式によるデータ送信が可能である。
【００２０】
また、通信効率を向上させるために、制御局及び端末局が、自局の直前にスケジューリングされている他局の送信状態を監視するステップと、他局によって、送信スケジュールで割り当てられた時間帯で通信が行われていないこと、又は送信スケジュールで割り当てられている終了時間よりも前に通信が完了したことを検出するステップと、検出するステップによる検出に応じて、他局の未使用時間帯を使用して自局の通信を早めて開始するステップとを、さらに備えることが好ましい。
【００２１】
又は、制御局及び端末局が、送信スケジュールで割り当てられた時間帯に通信を行わない場合、又は送信スケジュールで割り当てられている終了時間よりも前に通信が完了した場合に、所定の通知フレームを送信するステップと、自局の直前にスケジューリングされている他局から通知フレームを受信した場合に、他局の未使用時間帯を使用して自局の通信を早めて開始するステップとをさらに備えることが好ましい。
【００２２】
なお、上記どちらの場合でも、特定のタイミングでネットワークにアクセスする必要がある通信である場合には、未使用時間帯を使用して通信を早めて開始する処理を行わないようにすればよい。
【００２３】
さらに、スケジュールフレームに、同一の送信スケジュールが格納されたフレームが以後何回周期的に送信されるかを示す繰り返し回数が記述されていてもよい。このようにすれば、端末局は、この繰り返し回数に基づいた期間においてスケジュールフレームが受信できない場合、最後に受信したスケジュールフレームに記載された内容に基づいて、自局が通信できる時間帯を判断することができる。
【００２４】
上述したメディアアクセス制御方法は、複数の機能ブロックに分けてハードウエアで構成することが可能であり、この機能ブロックは、集積回路であるＬＳＩとして実現されてもよい。また、メディアアクセス制御方法は、一連の処理手順をコンピュータに実行させるためのプログラムの形式で提供される。このプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録された形態で、コンピュータに導入されてもよい。
【００２５】
以上のように、本発明によれば、複数の端末局からの送信タイミングを唯一のスケジュールフレームによって管理及び制御する。これにより、ポーリングを用いた従来方式と比較して、制御フレームによるオーバーヘッドを大幅に減少させることができる。また、本メディアアクセス制御システムによれば、複数のストリームの送信タイミングを唯一のスケジュールフレームによって管理及び制御することも可能である。よって、端末局に縛られずにストリームの送信が可能になるため、通信障害によって受信するストリーム量が減少している場合にも迅速に対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
まず、図１を参照して、本発明の全実施形態に係るメディアアクセス制御システムの概要を説明する。図１において、本発明のメディアアクセス制御システムは、ネットワーク１０へのアクセスを制御する制御局１１と、制御局１１の制御下でネットワーク１０へのアクセスを行う複数の端末局２１〜２ｎ（ｎは、２以上の整数）とで構成される。制御局１１及び端末局２１〜２ｎは、それぞれ固有の識別子を持ち、その識別子に従ってネットワーク１０内でお互いの通信を実行する。
【００２７】
以下、本発明の主な特徴である、制御局１１が、端末局２１〜２ｎの通信スケジュールを管理する手法を説明する。
【００２８】
（第１の実施形態）
図２は、本発明の第１の実施形態に係るメディアアクセス制御システムの詳細な構成を示す図である。図２において、制御局１１は、伝送インタフェース（Ｉ／Ｆ）１１１と、フレーム受信部１１２と、送信機会要求受信部１１３と、スケジュール生成部１１４と、通信制御部１１５と、フレーム送信部１１６とを備える。端末局２１は、伝送インタフェース（Ｉ／Ｆ）２１１と、フレーム受信部２１２と、送信機会要求生成部２１３と、スケジュール処理部２１４と、通信制御部２１５と、フレーム送信部２１６とを備える。端末局２２〜２ｎの構成も、端末局２１の構成と同様である。
【００２９】
まず、上記制御局１１及び端末局２１〜２ｎの各構成の概要を説明する。
【００３０】
制御局１１において、伝送インタフェース１１１は、伝送媒体へのフレーム送信及び伝送媒体からのフレーム受信を行う。フレーム受信部１１２は、伝送インタフェース１１１を通して受信したフレームの受信処理を行う。送信機会要求受信部１１３は、フレーム受信部１１２から送信機会要求を受け取り、スケジュール生成に必要な情報をスケジュール生成部１１４に渡す。スケジュール生成部１１４は、端末局２１〜２ｎがネットワーク１０にアクセスするタイミングを指定するためのスケジュールを生成し、伝送インタフェース１１１を通して送信する。また、スケジュール生成部１１４は、送信機会要求受信部１１３から新たな送信機会要求を受け取った場合、スケジュールを変更する。通信制御部１１５は、スケジュールフレームを送信するタイミングを決定すると共に、自身がデータフレームの送信を行う場合は、スケジュールに基づいて送信タイミングを決定する。フレーム送信部１１６は、送信データやスケジュール等の情報を伝送インタフェース１１１に渡すことで、フレームの送信を行う。
【００３１】
端末局２１〜２ｎにおいて、伝送インタフェース２１１は、伝送媒体へのフレーム送信及び伝送媒体からのフレーム受信を行う。フレーム受信部２１２は、伝送インタフェース２１１を通して受信したフレームの受信処理を行う。送信機会要求生成部２１３は、他の構成部分や外部装置からの指示に従って、制御局１１に送信機会の付与を要求するための情報を生成し、フレーム送信部２１６に渡す。スケジュール処理部２１４は、フレーム受信部２１２から渡されたスケジュールフレームを処理し、スケジュール情報を抽出する。通信制御部２１５は、スケジュール処理部２１４で抽出されたスケジュール情報に記載された内容から、自端末がフレームを送出することを許可されているタイミングを検出し、許可されているタイミングでフレーム送信を行うようにフレーム送信部２１６に指示する。フレーム送信部２１６は、送信データや送信機会要求等の情報を伝送インタフェース２１１に渡すことで、フレームの送信を行う。
【００３２】
次に、本発明の第１の実施形態に係るメディアアクセス制御システムが行う制御方法を説明する。図３は、制御局１１及び端末局２１〜２ｎで行われる処理手順の概要を説明するフローチャートである。
【００３３】
まず、端末局２１〜２ｎが、送信機会を付与してもらうための要求（送信機会要求）を制御局１１に送信する（ステップＳ３１１）。制御局１１は、端末局２１〜２ｎから受信する送信機会要求を受信すると、この送信機会要求に基づいて各端末局による送信スケジュールを生成する（ステップＳ３２１、Ｓ３２２）。制御局１１は、作成した送信スケジュールを１つにまとめたスケジュールフレームを生成する（ステップＳ３２３）。図４に、端末局単位でスケジュール管理を行うスケジュールフレームの一例を示す。このスケジュールフレームは、制御局１１及び端末局２１〜２ｎがネットワーク１０にアクセスできる時間帯を指示する情報が格納されたフレームであり、ヘッダフィールドと、端末局識別子及び送信時間情報を組にした１つ以上の割り当てフィールドとで構成される。ヘッダフィールドは、フレーム同期を取るためのプリアンブル、フレーム種別、フレーム長及び送信端末局の識別子等の必要な情報（図示せず）を含むフィールドである。割り当てフィールドは、制御局又は端末局を識別するための局識別子と、その局がネットワーク１０にアクセスできる、すなわちデータフレームを送信できる時間帯を通知するための情報である。
【００３４】
なお、ヘッダフィールドにスケジューリングされている端末局の数に関する値を記述することで、割り当てフィールドの組の数を可変にすることもできる。
【００３５】
制御局１１は、生成したスケジュールフレームを全端末局２１〜２ｎに向けたブロードキャスト送信、又は端末局識別子で示される端末局に向けたマルチキャストで送信する（ステップＳ３２４）。そして、制御局１１は、スケジュールフレームの送信完了後に、送信したスケジュールに基づいて送信タイミングを判断し（ステップＳ３２５）、割り当てフィールドに自己の送信時間を割り当てていれば、そのフィールドで与えられる時間において自己のデータフレームを送信する（ステップＳ３２６）。一方、各端末局２１〜２ｎは、制御局１１からスケジュールフレームを受信し（ステップＳ３１２）、割り当てフィールドの端末局識別子を参照して、自己宛の送信時間情報を判断する（ステップＳ３１３）。そして、自己宛の送信時間情報を判断した端末局は、前後の送信時間情報を参照して、データフレームを送信できる時間帯を求めて送信処理を実行する（ステップＳ３１４）。なお、制御局１１は、スケジュールフレームにおいて１つの局に複数回の送信機会を割り当ててもよく、各端末局２１〜２ｎは、制御局１１からスケジュールフレームを１回受信する毎に、スケジュールに基づいて複数回のフレーム送信を行ってもよい。
【００３６】
図５〜図８に、図４に示したスケジュールフレームの各フィールドに格納された具体的な情報の一例を示す。図５は、送信時間情報として送信終了時間を設定した例である。図６は、送信時間情報として送信開始時間を設定した例である。図７は、送信時間情報として送信継続時間を設定した例である。また、図８は、図５の情報に基づいて制御局１１及び端末局２１〜２３が行うデータフレームの送信タイミングを説明する図である。
【００３７】
制御局１１は、スケジュールフレームの送信が完了して所定時間ｔが経過した後の時間Ｔ２から自己の割り当てフィールドに示された時間Ｔ３までを使用して自己のデータフレームを送信する。端末局２２は、自己宛の送信時間情報Ｔ５及び直前の制御局送信時間フィールド（時間Ｔ３）を参照し、時間Ｔ４（＝Ｔ３＋ｔ）から時間Ｔ５までを使用して自己のデータフレームを送信する。端末局２１は、自己宛の送信時間情報Ｔ７及び直前の送信時間情報（時間Ｔ５）を参照し、時間Ｔ６（＝Ｔ５＋ｔ）から時間Ｔ７までを使用して自己のデータフレームを送信する。同様に、端末局２３は、自己宛の送信時間情報Ｔ９及び直前の送信時間情報（時間Ｔ７）を参照し、時間Ｔ８（＝Ｔ７＋ｔ）から時間Ｔ９までを使用して自己のデータフレームを送信する。なお、時間ｔは、ネットワーク１０内の制御局１１及び端末局２１〜２ｎで予め定められたマージン時間分であり、その長さは自由に設定することが可能である。また、この例では、各割り当て時間に１つのデータフレームの送信のみを行っているが、複数のデータフレーム送信や、受信端末からの送達確認フレーム送信等が含まれていてもよい。
【００３８】
この図５の例のように、送信時間情報に設定されている値が送信終了時間である場合には、各端末局は、直前の送信時間情報を参照して自己のデータフレーム送信可能時間を求めればよい。また、図６の例のように、送信時間情報に設定されている値が送信開始時間である場合には、各端末局は、直後の送信時間情報を参照して自己のデータフレーム送信可能時間を求めればよい。また、図７の例のように、送信時間情報に設定されている値が送信継続時間である場合には、各端末局は、それ以前の全ての送信時間情報を参照して自己のデータフレーム送信可能時間を求めればよい。
【００３９】
ここまでの説明では、端末局単位でスケジュール管理を行うスケジュールフレームの一例を示したが（図４）、以下に説明するように端末局で作成されたセッションやコネクションの単位、すなわちストリーム単位でスケジュール管理を行ってもよい。図９は、ストリーム単位でスケジュール管理を行うスケジュールフレームの一例を示す。このスケジュールフレームは、ヘッダフィールドと、ストリーム識別子及び送信時間情報を組にした複数の割り当てフィールドとで構成される。ヘッダフィールドは、上述したとおりである。割り当てフィールドは、ストリームを識別するためのストリーム識別子と、そのストリームのデータフレームを送信できる時間帯を通知するための情報である。ここで、図９におけるストリーム識別子は、ネットワーク内でユニークでなければならない。また、図１０〜図１２に、スケジュールフレームの各フィールドに格納された具体的な情報の一例を示す。図１０は、送信時間情報として送信終了時間を設定した例である。図１１は、送信時間情報として送信開始時間を設定した例である。図１２は、送信時間情報として送信継続時間を設定した例である。なお、ストリーム単位でスケジュール管理を行う際、局識別子と局内でユニークなストリーム識別子によってストリームを指定することも考えられ、例えば図１３のスケジュールフレーム等が考えられる。
【００４０】
次に、制御局１１及び端末局２１〜２ｎが送信するデータフレームの構成を説明する。図１４は、一般的なデータフレームの構成例を示す図である。図１４において、データフレームのヘッダ部は、送信局の識別子を格納するフィールドと、宛先局の識別子を格納するフィールドと、ぺイロード部に添付するデータの長さ（データ長）を格納するフィールドと、その他のフィールドとで構成される。データフレームのぺイロード部には、データ長で示した長さのデータが格納される。なお、実際の通信フレームで付される誤り検出符号やＣＲＣ等は省略している。
【００４１】
図１５は、時分割多重（ＴＤＭ）によるデータフレームの構成例を示す図である。図１５において、データフレームのヘッダ部は、送信局の識別子を格納するフィールドと、時分割情報の多重数を格納するフィールドと、宛先局の識別子を格納するフィールド及びデータの復調方式を格納するフィールド並びにぺイロード部に添付するデータの長さを格納するフィールドを組とする複数の時分割情報とで構成される。データフレームのぺイロード部には、複数の時分割情報に対応するデータがそれぞれ多重化される。なお、実際の通信フレームで付される誤り検出符号やＣＲＣ等は省略している。このデータフレーム構成により、任意の局は複数の他局に対してＴＤＭによって同時にデータを送信することができる。なお、使用する周波数帯域を複数のチャネルに分割し、かつ図１５に示したデータフレームの復調方式を格納するフィールドにチャネル番号に関する情報を含めれば、周波数分割多重（ＦＤＭ）によって複数の他局に同時にデータを送信することができる。また、図１５に示したデータフレームの復調方式を格納するフィールドに復調に必要な符号情報を含めれば、符号分割多重（ＣＤＭ）によって複数の他局に同時にデータを送信することができる。
【００４２】
以上のように、本発明の第１の実施形態に係るメディアアクセス制御システムによれば、複数の端末局からの送信タイミングを唯一のスケジュールフレームによって管理及び制御する。これにより、端末局の数に応じて複数回のポーリングフレームを送信する従来方式と比較して、制御フレームによるオーバーヘッドを大幅に減少させることができる。また、本メディアアクセス制御システムによれば、複数のストリームの送信タイミングを唯一のスケジュールフレームによって管理及び制御することも可能である。よって、端末局に縛られずにストリームの送信が可能になるため、通信障害によって受信するストリーム量が減少している場合にも迅速に対応することができる。
【００４３】
なお、制御局１１がデータフレーム送信に使用するチャネル周波数帯域と、端末局２１〜２ｎがデータフレーム送信に使用するチャネル周波数帯域とを異ならせるのであれば、図１６のように並列的なデータフレーム送信が可能となる。
【００４４】
また、上記実施形態では、端末局２１〜２ｎは、スケジュールフレームを受信する毎に受信したスケジュールに従ってデータフレームの送信を実行すると説明した。しかし、このようなスケジュール制御では通信状態が悪化した場合等に、スケジュールフレームを正しく受信できない端末局が発生する恐れがある。そこで、図１７のように、このスケジュールフレームに基づいてデータフレームの送信を何度繰り返して実行できるか、言い換えればその後に同じ内容のスケジュールフレームが何回送信される予定であるかを示す、繰り返し回数フィールドを設定したスケジュールフレームを用いてもよい。例えば、繰り返し回数フィールドに「２」が設定されたスケジュールフレームを受信した端末局は、その後に通信状態が悪化して新たなスケジュールフレームを受信できなくても、残り２回については通信状態悪化前に受信したスケジュールフレームで示される時間に基づいてデータフレーム送信を実行することができる。この繰り返し回数フィールドの値は、制御局１１からスケジュールフレームが送信されるたびにカウントダウンされる。また、スケジュールフレームの変更予定がない状態では、繰り返し回数フィールドの値を所定の固定値とすればよい。
【００４５】
（第２の実施形態）
図１８は、本発明の第２の実施形態に係るメディアアクセス制御システムの詳細な構成を示す図である。図１８において、制御局１１は、伝送インタフェース１１１と、フレーム受信部１１２と、送信機会要求受信部１１３と、スケジュール生成部１１４と、通信制御部１１５と、フレーム送信部１１６と、未送信検出部１１７とを備える。端末局２１は、伝送インタフェース２１１と、フレーム受信部２１２と、送信機会要求生成部２１３と、スケジュール処理部２１４と、通信制御部２１５と、フレーム送信部２１６と、未送信検出部２１７とを備える。端末局２２〜２ｎの構成も、端末局２１の構成と同様である。
【００４６】
図１８に示すように、第２の実施形態に係るメディアアクセス制御システムは、上記第１の実施形態に係るメディアアクセス制御システムの制御局１１に未送信検出部１１７を、端末局２１〜２ｎにそれぞれ未送信検出部２１７をさらに加えた構成である。以下、この異なる構成部分を中心に第２の実施形態を説明する。
【００４７】
未送信検出部１１７及び２１７は、それぞれ自局の直前にスケジュールが割り当てられている他局の通信状態を監視して、通信完了時点を検出する。具体的には、未送信検出部１１７及び２１７は、その他局に割り当てられている時間帯でデータフレームの送信が行われない時間が所定時間以上継続した時点を、通信完了時点と見なして検出する。すなわち、スケジュールで割り当てられている終了時間よりも早く通信が終了した場合を検出するのである。通信制御部１１５及び２１５は、未送信検出部１１７及び２１７によって通信完了が検出されると、自局のデータフレームの送信を繰り上げ開始して、他局が使用しない空き時間を有効に利用する。
【００４８】
図１９Ａに、図５の情報に基づいて制御局１１及び端末局２１〜２３が行うデータフレーム送信のタイミングチャートを示す。図１９Ａにおいて、制御局１１は、割り当てられている時間Ｔ３よりも早い時間Ｔ３’にデータフレームの送信を完了している。これに対し、制御局１１の通信状態を監視している端末局２２は、時間Ｔ３’から所定時間ｘの経過後に制御局１１が通信完了したと判断し、時間（Ｔ３’＋ｘ）から時間Ｔ５までを使用して自己のデータフレームを送信する。また、端末局２１は、割り当てられている時間Ｔ７よりも早い時間Ｔ７’にデータフレームの送信を完了している。これに対し、端末局２１の通信状態を監視している端末局２３は、時間Ｔ７’から所定時間ｘの経過後に端末局２１が通信完了したと判断し、時間（Ｔ７’＋ｘ）から時間Ｔ９までを使用して自己のデータフレームを送信する。なお、このデータフレーム送信の繰り上げ開始処理は、１つ前の局に割り当て時間を超えて行われても構わない。例えば、図１９Ｂのように、端末局２２のデータフレーム送信が時間Ｔ５’で完了し、かつ端末局２１のデータフレーム送信がない場合である。
【００４９】
以上のように、本発明の第２の実施形態に係るメディアアクセス制御システムによれば、通信に使用しない空き時間を有効に利用して通信効率を向上させることができる。
【００５０】
（第３の実施形態）
図２０は、本発明の第３の実施形態に係るメディアアクセス制御システムの詳細な構成を示す図である。図２０において、制御局１１は、伝送インタフェース１１１と、フレーム受信部１１２と、送信機会要求受信部１１３と、スケジュール生成部１１４と、通信制御部１１５と、フレーム送信部１１６と、送信完了フレーム処理部１１８と、送信完了通知生成部１１９とを備える。端末局２１は、伝送インタフェース２１１と、フレーム受信部２１２と、送信機会要求生成部２１３と、スケジュール処理部２１４と、通信制御部２１５と、フレーム送信部２１６と、送信完了フレーム処理部２１８と、送信完了通知生成部２１９とを備える。端末局２２〜２ｎの構成も、端末局２１の構成と同様である。
【００５１】
図２０に示すように、第３の実施形態に係るメディアアクセス制御システムは、上記第１の実施形態に係るメディアアクセス制御システムの制御局１１に送信完了フレーム処理部１１８及び送信完了通知生成部１１９を、端末局２１〜２ｎにそれぞれ送信完了フレーム処理部２１８及び送信完了通知生成部２１９をさらに加えた構成である。以下、この異なる構成部分を中心に第３の実施形態を説明する。
【００５２】
送信完了通知生成部１１９及び２１９は、自局に割り当てられている時間帯以内でデータフレームの送信が完了した場合で、かつ送信完了フレームを送信しても所定の割当時間を超過しない場合に所定の送信完了フレームを生成し、フレーム送信部１１６及び２１６を介して通信が完了したことを他局に通知する。この通知は、全ての他局に対してブロードキャストで行ってもよいし、スケジュールが次に割り当てられている１つの他局に対してユニキャストで行ってもよい。送信完了フレーム処理部１１８及び２１８は、それぞれ自局の直前にスケジュールが割り当てられている他局から送信完了フレームを受信した場合、その他局における通信が完了したことを把握し、自局のデータフレームの送信を繰り上げ開始して、他局が使用しない空き時間を有効に利用する。
【００５３】
図２１に、図５の情報に基づいて制御局１１及び端末局２１〜２３が行うデータフレーム送信のタイミングチャートを示す。図２１において、制御局１１は、割り当てられている時間Ｔ３よりも早い時間Ｔ３’にデータフレームの送信を完了して、送信完了フレーム（図中の網掛け部）を通知している。この通知を受けて、端末局２２は、制御局１１が通信を完了したと判断し、通知受信時から時間Ｔ５までを使用して自己のデータフレームを送信する。また、端末局２１は、割り当てられている時間Ｔ７よりも早い時間Ｔ７’にデータフレームの送信を完了して、送信完了フレームを通知している。この通知を受けて、端末局２３は、端末局２１が通信を完了したと判断し、通知受信時から時間Ｔ９までを使用して自己のデータフレームを送信する。
【００５４】
以上のように、本発明の第３の実施形態に係るメディアアクセス制御システムによれば、通信に使用しない空き時間を有効に利用して通信効率を向上させることができる。
【００５５】
なお、一部の端末局やストリームについては、第２及び第３の実施形態で説明したように通信タイミングを変更したくない場合もあり得る。例えば、ＶｏＩＰのように、常に一定の間隔でデータを送信する必要のあるアプリケーションにおいては、通信タイミングを繰り上げると不都合が発生する場合もある。よって、この場合に対応できるように、通信タイミングの繰り上げ処理が可能（ＮＯＲＭＡＬ）か不可能（ＦＩＸＥＤ）かに関する情報（区分）を制御局１１又は端末局２１〜２ｎに管理させて、この情報に基づいて端末局やストリームの繰り上げ処理を実行するようにすればよい。図２２に、繰り上げ処理の可否を記述したスケジュールフレームの一例を示す。このスケジュールフレームは、図１において制御局１１及び端末局２１〜２ｎがネットワーク１０にアクセスできる時間帯を指示する情報が格納されたフレームであり、ヘッダフィールドと、割り当てタイプ及びストリーム識別子並びに送信時間情報の３つを組にした１つ以上の割り当てフィールとで構成される。ここで、割り当てタイプとは、上記ＮＯＲＭＡＬ又はＦＩＸＥＤの区分を含む、割り当て方法の識別情報を保持するものである。
【００５６】
なお、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される。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。なお、記録媒体は、ＲＯＭやＲＡＭや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やＢＤ等の光ディスクメモリ、及びメモリカード等をいう。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。
【００５７】
また、本発明の制御局１１及び端末局２１〜２ｎを構成する全て又は一部の機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩ（集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、又はウルトラＬＳＩ等と称される）として実現される。これらは、個別に１チップ化されてもよいし、一部又は全部を含むように１チップ化されてもよい。
【００５８】
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ッサで実現してもよい。また、ＬＳＩ製造後にプログラムすることが可能なＦＰＧＡ（フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ）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よい。
【００５９】
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別の技術により、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得る。
【００６０】
また以下に、上記各実施形態で説明した発明を実際のネットワークシステムに応用した例を示す。図２３は、本発明を高速電灯線伝送に適用したネットワークシステム例を示す図である。図２３では、本発明の機能モジュールを含むアダプタを介して、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備えるＩＥＥＥ１３９４のインタフェースやＵＳＢインタフェース等と電灯線とを接続している。これにより、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できるネットワークシステムを構築することができる。このシステムでは、従来の有線ＬＡＮのようにネットワークケーブルを新たに設置することなく、家庭やオフィス等にすでに設置されて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、コスト面及び設置容易の面からその利便性は大きい。
【００６１】
上記の形態は、既存のマルチメディア機器の信号インタフェースを、電灯線通信のインタフェースに変換するアダプタを介すことによって、既存の機器を電灯線通信に適用する例である。しかし、将来的には、マルチメディア機器が本発明の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、アダプタやＩＥＥＥ１３９４ケーブルやＵＳＢケーブルが不要になり、配線が簡素化される。また、ルータを介したインターネットへの接続や、無線／有線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システムの拡張も可能である。また、電灯線伝送方式では、通信データが電灯線を介して流されるため、無線ＬＡＮのように電波が傍受されてデータが漏洩するという問題が生じない。よって、電灯線伝送方式は、セキュリティの面からのデータ保護にも効果を有する。もちろん、電灯線を流れるデータは、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方式等で保護される。
【００６２】
このように、コンテンツの暗号化による著作権保護機能や本発明の効果（スループットの向上、再送増加やトラフィック変動に柔軟に対応した帯域割り当て）を含めたＱｏＳ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】
【００６３】
本発明は、複数の端末装置がアクセスするネットワークシステムにおいて、制御局から１つの特定フレームを各端末局に送信することで各端末局のデータ送信時間をスケジュールする場合等に利用可能であり、特にある端末局がデータ送信に使用しない時間帯を他の端末局に割り振りたい場合等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の全実施形態に係るメディアアクセス制御システムのネットワーク構成を示す図
【図２】本発明の第１の実施形態に係るメディアアクセス制御システムの詳細な構成を示す図
【図３】制御局１１及び端末局２１〜２ｎで行われる処理手順の概要を説明するフローチャート
【図４】制御局が送信するスケジュールフレームの構成例を示す図
【図５】制御局が送信するスケジュールフレームの構成例を示す図
【図６】制御局が送信するスケジュールフレームの構成例を示す図
【図７】制御局が送信するスケジュールフレームの構成例を示す図
【図８】第１の実施形態のメディアアクセス制御システムによる制御局及び端末局が行うデータフレームの送信タイミングを説明する図
【図９】制御局が送信するスケジュールフレームの他の構成例を示す図
【図１０】制御局が送信するスケジュールフレームの他の構成例を示す図
【図１１】制御局が送信するスケジュールフレームの他の構成例を示す図
【図１２】制御局が送信するスケジュールフレームの他の構成例を示す図
【図１３】制御局が送信するスケジュールフレームの他の構成例を示す図
【図１４】端末局が送信するデータフレームの構成例を示す図
【図１５】端末局が送信するデータフレームの構成例を示す図
【図１６】制御局及び端末局が行うデータフレームの他の送信タイミングを説明する図
【図１７】制御局が送信するスケジュールフレームの他の構成例を示す図
【図１８】本発明の第２の実施形態に係るメディアアクセス制御システムの詳細な構成を示す図
【図１９Ａ】第２の実施形態に係るメディアアクセス制御システムによる制御局及び端末局が行うデータフレームの送信タイミングを説明する図
【図１９Ｂ】第２の実施形態に係るメディアアクセス制御システムによる制御局及び端末局が行うデータフレームの送信タイミングを説明する図
【図２０】本発明の第３の実施形態に係るメディアアクセス制御システムの詳細な構成を示す図
【図２１】第３の実施形態に係るメディアアクセス制御システムによる制御局及び端末局が行うデータフレームの送信タイミングを説明する図
【図２２】第２及び第３の実施形態に係るメディアアクセス制御システムが実行する送信タイミング繰り上げ処理に関する図
【図２３】本発明のメディアアクセス制御システムを高速電灯線伝送に適用したネットワークシステム例を示す図
【図２４】従来技術であるＰＣＦによるデータ伝送例を示す図
【図２５】従来技術であるＨＣＦによるデータ伝送例を示す図
【図２６】従来技術による送信タイミングの制御手法を説明する図
【図２７】従来技術による送信タイミングの制御手法を説明する図
【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】
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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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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