(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のデータ量を送信単位としてデータの送受信を無線で行い、かつ、該データの送受信を、データの送信元となる無線端末装置と、データの送信先となる無線端末装置との間で、互いに同期をとりながら所定周期のタイムスロットで行う無線端末装置において、
前記送信単位で送信されるデータを受信する受信手段と、
前記データを前記送信単位で送信する送信手段と、
前記受信手段が他の無線端末装置に中継すべきデータを受信した場合に、該データを受信したタイムスロットよりも所定タイミング後のタイムスロットで、該他の無線端末装置を送信先として、該受信したデータを前記送信手段に送信させることにより中継する中継制御手段と、
前記送信手段に送信させたデータの送信先の無線端末装置が、該データを受信したタイムスロットよりも前記所定タイミングに等しいタイミング後のタイムスロットで送信するはずのデータを、前記受信手段が受信したか否かにより、該送信先の無線端末装置がデータを正常に受信したか否かを確認し、前記所定タイミングに等しいタイミング後のタイムスロットで送信するはずのデータを前記受信手段が受信できなかった場合に、該送信させたデータを該送信手段に再度、送信させる再送制御手段と、
前記送信手段にデータを送信させるべき事象が発生した後であって、該送信させるべきデータの送信を開始する前に、自身の無線端末装置以外の無線端末装置を送信先とするデータを前記受信手段が受信した場合、該データを受信したタイムスロット及び該データを受信したタイムスロットよりも前記所定タイミングに等しいタイミング後のタイムスロットを避けて、前記送信させるべきデータを前記送信手段に送信させる送信制御手段と、
を具備することを特徴とする無線端末装置。
【請求項２】
所定のデータ量を送信単位として中継を含むデータの送受信を無線で行い、かつ、該データの送受信を、データの送信元となる無線端末装置と、データの送信先となる無線端末装置との間で、互いに同期をとりながら所定周期のタイムスロットで行う無線端末装置において、
前記送信単位で送信されるデータを受信する受信手段と、
前記データを前記送信単位で送信する送信手段と、
前記送信手段に送信させたデータの送信先の無線端末装置が該データを受信したタイムスロットよりも所定タイミング後のタイムスロットで送信するはずのデータを、前記受信手段が受信したか否かにより、該送信先の無線端末装置がデータを正常に受信したか否かを確認する受信確認手段と、
前記送信手段にデータを送信させるべき事象が発生した後であって、該送信させるべきデータの送信を開始する前に、自身の無線端末装置以外の無線端末装置を送信先とするデータを前記受信手段が受信した場合、該データを受信したタイムスロット及び該データを受信したタイムスロットよりも前記所定タイミングに等しいタイミング後のタイムスロットを避けて、前記送信させるべきデータを前記送信手段に送信させる送信制御手段と、
を具備することを特徴とする無線端末装置。
【請求項３】
前記送信制御手段は、前記送信させるべきデータが、自身の無線端末装置を介して他の無線端末装置から更に他の無線端末装置へと中継するデータである場合に、該データの送信を中止する、
ことを特徴とする請求項１または２記載の無線端末装置。
【請求項４】
所定のデータ量を送信単位として中継を含むデータの送受信を無線で行い、かつ、該データの送受信を、データの送信元となる無線端末装置と、データの送信先となる無線端末装置との間で、互いに同期をとりながら所定周期のタイムスロットで行う無線端末装置での、該データの送信を制御する装置であって、
データを自身の無線端末装置から送信した時、その送信先の無線端末装置が該データを受信したタイムスロットよりも所定タイミング後のタイムスロットで送信するはずのデータを、自身の無線端末装置が受信したか否かにより、該送信先の無線端末装置がデータを正常に受信したか否かを確認する受信確認手段と、
前記無線端末装置が受信したデータの送信先を判定する送信先判定手段と、
自身の無線端末装置にデータを送信させるべき事象が発生した後であって、該送信させるべきデータの送信を開始する前に、自身の無線端末装置以外の無線端末装置を送信先とするデータを受信したと前記送信先判定手段が判定した場合に、該データを受信したタイムスロット及び該データを受信したタイムスロットよりも前記所定タイミングに等しいタイミング後のタイムスロットを避けて、前記自身の無線端末装置に、前記送信させるべきデータを送信させる送信制御手段と、
を具備することを特徴とする送信制御装置。
【請求項５】
所定のデータ量を送信単位として中継を含むデータの送受信を無線で行い、かつ、該データの送受信を、データの送信元となる無線端末装置と、データの送信先となる無線端末装置との間で、互いに同期をとりながら所定周期のタイムスロットで行う無線端末装置を複数、用いて構築された無線通信システムで、各無線端末装置がデータを送信するタイミングの制御の為に用いる方法であって、
データを自身の無線端末装置から送信した時、その送信先の無線端末装置が該データを受信したタイムスロットよりも所定タイミング後のタイムスロットで送信するはずのデータを、自身の無線端末装置が受信したか否かにより、該送信先の無線端末装置がデータを正常に受信したか否かを確認し、
前記各無線端末装置に、受信したデータの送信先を判定させ、
該受信したデータが、自身の無線端末装置にデータを送信させるべき事象が発生した後であって、該送信させるべきデータの送信を開始する前に受信したデータであって、該受信したデータの前記判定した送信先が自身の無線端末装置以外の無線端末装置であった場合に、該自身の無線端末装置以外の無線端末装置を送信先とする前記データを受信したタイムスロット及び該データを受信したタイムスロットよりも前記所定タイミングに等しいタイミング後のタイムスロットを避けて、前記自身の無線端末装置に、前記送信させるべきデータを送信させる、
ことを特徴とする無線送信制御方法。
【請求項６】
所定のデータ量を送信単位として中継を含むデータの送受信を行い、かつ、該データの送受信を、データの送信元となる無線端末装置と、データの送信先となる無線端末装置との間で、互いに同期をとりながら所定周期のタイムスロットで行う無線端末装置での、該データの送信を制御する装置で実行されるプログラムであって、
データを自身の無線端末装置から送信した時、その送信先の無線端末装置が該データを受信したタイムスロットよりも所定タイミング後のタイムスロットで送信するはずのデータを、自身の無線端末装置が受信したか否かにより、該送信先の無線端末装置がデータを正常に受信したか否かを確認する機能と、
前記無線端末装置が受信したデータの送信先を判定する機能と、
自身の無線端末装置にデータを送信させるべき事象が発生した後であって、該送信させるべきデータの送信を開始する前に、自身の無線端末装置以外の無線端末装置を送信先とするデータを受信したと、前記判定する機能により判定した場合に、該データを受信したタイムスロット及び該データを受信したタイムスロットよりも前記所定タイミングに等しいタイミング後のタイムスロットを避けて、前記自身の無線端末装置に、前記送信させるべきデータを送信させる機能と、
を実現させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の無線端末装置を用いて構築される無線通信システムのパフォーマンスを向上させるための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、処理の効率化や自動化などのために、パーソナルコンピュータ（以降、ＰＣと略記する）や測定機器、或いは作業用機器などの端末をネットワークで接続させることが広く行われている。そのネットワークとして、最近では、無線通信システムによって提供される無線ネットワークが注目されてきている。これは、無線ネットワークには有線ネットワークと比較して、配線工事が不要で簡単な工事だけで済むといった利点があるためである。
【０００３】
その無線ネットワークを提供する無線通信システムは、通常、複数の無線端末装置（以降、無線端末と略記する）を用いて構築される。それに用いられる無線端末として、他の無線端末から受信したデータをそれとは異なる無線端末に送信する中継機能を搭載したものがある。そのような中継機能を搭載した無線端末を用いて無線通信システムを構築した場合、各無線端末の通信可能範囲をより広げることができるという利点が得られる。また、通信状態の良好な無線端末間で通信を行うようにすることで、その信頼性を向上させることもできる。なお、当然のことながら、各無線端末は、その通信可能エリアが他の無線端末のそれと重なる部分があまり大きくならないように設置される。
【０００４】
上記中継機能を搭載した無線端末におけるデータ送信の成功判定は、普通、送信元の無線端末が、送信先の無線端末からその次の無線端末に向けて送信されるデータを受信できたか否かにより行われる。そのデータを受信できなければ、不成功と判定して、送信先の無線端末に再度、データを送信している。
【０００５】
データの送信は、通常、予め定めたデータ量を送信単位として、その送信単位でデータを分割して行われる。その送信単位でデータの送受信を行うために、その送信単位のデータを送信する周期を決定して、その周期を単位として時分割的にデータは送信するようになっている。以降、送信単位のデータはパケット、それの送信に要する周期はタイムスロットと呼ぶことにする。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
無線端末に受信可能な複数のパケットが重なるタイミングで到来（ここでは、受信可能という意味で用いている）するパケットの衝突が発生すると、そのパケットのなかに自身の無線端末宛（自無線端末宛）のパケットが含まれていても、それを適切に受信できないことがある。それを回避するために、従来の無線端末は、他の無線端末から送信されたパケットを受信していない状況であることを確認して、パケットを送信するようになっていた。しかし、そのようにパケットの送信タイミングを制御しても、各無線端末は他の無線端末が送信するパケットを受信していなければ任意にパケットを送信するため、パケットの衝突が発生し易いという問題点があった。
【０００７】
ここで、上記問題点について、図６〜図８を参照して詳細に説明する。
図６は、従来の無線端末によって通信が行われる様子を説明する図である。その図６には、従来の無線端末６０として、６０−１〜６０−５を付した５個の無線端末６０を示してある。ここでは、それぞれ、無線端末６０−１は無線端末６０−２、及び６０−４と通信可能、無線端末６０−２は無線端末６０−１の他に無線端末６０−３と通信可能、無線端末６０−４は無線端末６０−１の他に無線端末６０−５と通信可能、であると仮定する。
【０００８】
その図６において、無線端末６０−１から無線端末６０−２を中継して無線端末６０−３へのパケット１の送信は、パケットの衝突が発生しなければ図７に示す通信フローに沿って行われる。即ち、送信タイムスロットで無線端末６０−１が無線端末６０−２を送信先としてパケット１を送信し、その次の中継タイムスロットで無線端末６０−２が無線端末６０−１から受信したパケット１を、送信先を無線端末６０−３に変えて送信することで行われる。図７中の中継パケット１は、無線端末６０−１が送信したパケット１の送信先を無線端末６０−２から無線端末６０−３に変えたものである。中継パケット１エコーは、無線端末６０−２が中継パケット１を送信することで無線端末６０−１に届くものであり、無線端末６０−１はそのエコーを受信することで無線端末６０−２がパケット１を受信したことを確認する。
【０００９】
図８は、パケットの衝突が発生する場合の通信フローを示す図である。その通信フローは、上述した無線端末６０−１から無線端末６０−２を中継して無線端末６０−３へのパケット１の送信以外に、無線端末６０−４から無線端末６０−５へのパケット２の送信が行われることに伴いパケットの衝突が発生する場合の例である。
【００１０】
無線端末６０−１は、例えば他の無線端末とタイムスロットの同期をとるためのパケットを送信した後、パケット１を送信する。このため、図８に示すように、タイムスロットＡに先だち、送信すべきパケット２が発生することによって送信事象が無線端末６０−４に発生しても、無線端末６０−４は無線端末６０−１がパケット１を送信するのを待って、タイムスロットＡに続くタイムスロットＢでパケット２を送信することになる。
【００１１】
一方、タイムスロットＡでパケット１を受信した無線端末６０−２は、タイムスロットＢで中継パケット１を送信する。それにより、無線端末６０−１には２つのエコーが到来することになって、無線端末６０−１でパケットの衝突が発生することになる。この結果、無線端末６０−１は中継パケット１のエコーを確認できなくなり、無線端末６０−２がパケット１を正常に受信していても、それを正常に受信できなかったとして、パケット１を再送することになる。
【００１２】
このように、パケットの衝突の発生に伴い、受信すべきパケットを受信できなかった無線端末が発生すると、結果としてパケットの再送が行われることになる。その再送は、当然のことながら、実質的な通信速度の低下、即ち無線通信システムのパフォーマンスの低下を招くことになる。このことから、パケットの衝突をより回避できるようにすることが望まれていた。
【００１３】
本発明は、無線通信システムにおいて、パケットの衝突を回避させることでそのパフォーマンスの低下を抑える技術を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の態様の無線端末装置は、所定のデータ量を送信単位としてデータの送受信を無線で行い、かつ、該データの送受信を、データの送信元となる無線端末装置と、データの送信先となる無線端末装置との間で、互いに同期をとりながら所定周期のタイムスロットで行うことを前提とし、送信単位で送信されるデータを受信する受信手段と、データを送信単位で送信する送信手段と、受信手段が他の無線端末装置に中継すべきデータを受信した場合に、該データを受信したタイムスロットよりも所定タイミング後のタイムスロットで、該他の無線端末装置を送信先として、該受信したデータを送信手段に送信させることにより中継する中継制御手段と、送信手段に送信させたデータの送信先の無線端末装置が、該データを受信したタイムスロットよりも上記所定タイミングに等しいタイミング後のタイムスロットで送信するはずのデータを、受信手段が受信したか否かにより、該送信先の無線端末装置がデータを正常に受信したか否かを確認し、上記所定タイミングに等しいタイミング後のタイムスロットで送信するはずのデータを受信手段が受信できなかった場合に、該送信させたデータを送信手段に再度、送信させる再送制御手段と、送信手段にデータを送信させるべき事象が発生した後であって、該送信させるべきデータの送信を開始する前に、自身の無線端末装置以外の無線端末装置を送信先とするデータを受信手段が受信した場合、該データを受信したタイムスロット及び該データを受信したタイムスロットよりも上記所定タイミングに等しいタイミング後のタイムスロットを避けて、上記送信させるべきデータを送信手段に送信させる送信制御手段と、を具備する。
【００１５】
本発明の第２の態様の無線端末装置は、所定のデータ量を送信単位として中継を含むデータの送受信を無線で行い、かつ、該データの送受信を、データの送信元となる無線端末装置と、データの送信先となる無線端末装置との間で、互いに同期をとりながら所定周期のタイムスロットで行うことを前提とし、送信単位で送信されるデータを受信する受信手段と、データを送信単位で送信する送信手段と、送信手段に送信させたデータの送信先の無線端末装置が該データを受信したタイムスロットよりも所定タイミング後のタイムスロットで送信するはずのデータを、受信手段が受信したか否かにより、該送信先の無線端末装置がデータを正常に受信したか否かを確認する受信確認手段と、送信手段にデータを送信させるべき事象が発生した後であって、該送信させるべきデータの送信を開始する前に、自身の無線端末装置以外の無線端末装置を送信先とするデータを受信手段が受信した場合、該データを受信したタイムスロット及び該データを受信したタイムスロットよりも上記所定タイミングに等しいタイミング後のタイムスロットを避けて、上記送信させるべきデータを送信手段に送信させる送信制御手段と、を具備する。
【００１６】
また、送信制御手段は、送信させるべきデータが、自身の無線端末装置を介して他の無線端末装置から更に他の無線端末装置へと中継するデータである場合に、該データの送信を中止する、ことが望ましい。
【００１７】
本発明の送信制御装置は、所定のデータ量を送信単位として中継を含むデータの送受信を無線で行い、かつ、該データの送受信を、データの送信元となる無線端末装置と、データの送信先となる無線端末装置との間で、互いに同期をとりながら所定周期のタイムスロットで行う無線端末装置での、該データの送信を制御することを前提とし、データを自身の無線端末装置から送信した時、その送信先の無線端末装置が該データを受信したタイムスロットよりも所定タイミング後のタイムスロットで送信するはずのデータを、自身の無線端末装置が受信したか否かにより、該送信先の無線端末装置がデータを正常に受信したか否かを確認する受信確認手段と、無線端末装置が受信したデータの送信先を判定する送信先判定手段と、自身の無線端末装置にデータを送信させるべき事象が発生した後であって、該送信させるべきデータの送信を開始する前に、自身の無線端末装置以外の無線端末装置を送信先とするデータを受信したと送信先判定手段が判定した場合に、該データを受信したタイムスロット及び該データを受信したタイムスロットよりも上記所定タイミングに等しいタイミング後のタイムスロットを避けて、自身の無線端末装置に、上記送信させるべきデータを送信させる送信制御手段と、を具備する。
【００１８】
本発明の無線送信制御方法は、所定のデータ量を送信単位として中継を含むデータの送受信を無線で行い、かつ、該データの送受信を、データの送信元となる無線端末装置と、データの送信先となる無線端末装置との間で、互いに同期をとりながら所定周期のタイムスロットで行う無線端末装置を複数、用いて構築された無線通信システムで、各無線端末装置がデータを送信するタイミングの制御の為に用いる方法であって、データを自身の無線端末装置から送信した時、その送信先の無線端末装置が該データを受信したタイムスロットよりも所定タイミング後のタイムスロットで送信するはずのデータを、自身の無線端末装置が受信したか否かにより、該送信先の無線端末装置がデータを正常に受信したか否かを確認し、各無線端末装置に、受信したデータの送信先を判定させ、該受信したデータが、自身の無線端末装置にデータを送信させるべき事象が発生した後であって、該送信させるべきデータの送信を開始する前に受信したデータであって、該受信したデータの上記判定した送信先が自身の無線端末装置以外の無線端末装置であった場合に、自身の無線端末装置以外の無線端末装置を送信先とする上記データを受信したタイムスロット及び該データを受信したタイムスロットよりも上記所定タイミングに等しいタイミング後のタイムスロットを避けて、自身の無線端末装置に、上記送信させるべきデータを送信させる。
【００１９】
本発明のプログラムは、所定のデータ量を送信単位として中継を含むデータの送受信を行い、かつ、該データの送受信を、データの送信元となる無線端末装置と、データの送信先となる無線端末装置との間で、互いに同期をとりながら所定周期のタイムスロットで行う無線端末装置での、該データの送信を制御する装置で実行されることを前提とし、データを自身の無線端末装置から送信した時、その送信先の無線端末装置が該データを受信したタイムスロットよりも所定タイミング後のタイムスロットで送信するはずのデータを、自身の無線端末装置が受信したか否かにより、該送信先の無線端末装置がデータを正常に受信したか否かを確認する機能と、無線端末装置が受信したデータの送信先を判定する機能と、自身の無線端末装置にデータを送信させるべき事象が発生した後であって、該送信させるべきデータの送信を開始する前に、自身の無線端末装置以外の無線端末装置を送信先とするデータを受信したと、上記判定する機能により判定した場合に、該データを受信したタイムスロット及び該データを受信したタイムスロットよりも上記所定タイミングに等しいタイミング後のタイムスロットを避けて、自身の無線端末装置に、上記送信させるべきデータを送信させる機能と、を実現させる。
【００２０】
本発明では、データを送信させるべき事象（例えば、他の無線端末装置へ中継すべきデータを受信した場合や、最初の送信元としてデータを送信する場合など）が自身の無線端末装置に発生した後であって、この送信させるべきデータの送信を開始する前に、自身の無線端末装置以外の無線端末装置を送信先とするデータを受信した場合、そのデータを受信したタイムスロット及び該データを受信したタイムスロットよりも所定タイミングに等しいタイミング後のタイムスロット（例えば、そのデータを送信した無線端末装置が、それを宛てた無線端末装置がそれを正常に受信できたか否か確認するために必要なタイムスロット）を避けて、上記送信させるべきデータを自身の無線端末装置に送信させる。
【００２１】
所定のデータ量を送信単位として中継を含むデータの送受信を無線で行う無線端末装置を複数、用いて構築された無線通信システムでは、１無線端末装置が送信するデータは１以上の無線端末装置に受信されて、最終的な宛先に向けて中継されていく。従って、データを送信した無線端末装置には、それを送信した後に、それを送信した無線端末装置が送信するデータが少なくとも到来（受信可能という意味で用いている）すると考える必要がある。このことから、その到来が予測される期間を含めて、自身の無線端末装置以外の無線端末装置に送信されたデータを受信した無線端末装置にデータを送信させないようにすることにより、複数の無線端末装置が送信したデータが１無線端末装置に重複して到来するようなことが回避される。この結果、無線通信システムにおけるパフォーマンスの低下が抑えられることになる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態につき詳細に説明する。
図１は、本実施の形態による無線端末装置によって通信が行われる様子を説明する図である。その図１には、本実施の形態による無線端末装置（以降、無線端末と略記する）１として、１−１〜１−６を付した６個の無線端末１を示してある。ここでは、便宜的にそれぞれ、無線端末１−１は無線端末１−２、及び１−４と通信可能、無線端末１−２は無線端末１−１の他に無線端末１−３と通信可能、無線端末１−４は無線端末１−１の他に無線端末１−５、及び１−６と通信可能、であると仮定する。
【００２３】
図２は、上記無線端末１の回路構成図である。
その無線端末１は、ＰＣや測定機器、或いは作業用機器などの外部装置と接続させて用いられる、外部装置から受け取ったデータをパケットに分解して送信するものである。図２に示すように、信号の送受信に用いられるアンテナ１１と、そのアンテナ１１の接続先を切り換えるための例えばアナログスイッチである切換スイッチ１２と、アンテナ１１から出力される受信信号を復調して出力する受信機１３と、送信すべき送信信号（データ）を変調してアンテナ１１に出力する送信機１４と、受信機１３から入力した受信信号（パケット）のヘッダの解析を行い、受信信号とともに、その解析結果を示すヘッダ判定信号を出力するヘッダ解析装置１５と、そのヘッダ判定信号を入力して送信信号の送信に係わる制御を行う送信制御装置１６と、パケットの中継に係わる制御や外部装置との間でデータのやりとりを行うパケット中継制御装置１７と、を備えて構成されている。
【００２４】
上記パケットのヘッダには、例えばそのパケットを最初に送信した無線端末１を示すアドレス、そのパケットの最終的な送信先となっている無線端末１を示すアドレス、そのパケットを中継のために送信した無線端末１を示すアドレス、及びその中継のためにパケットを送信する無線端末１を示すアドレスが格納される。以降、それらについては、最初の無線端末１は送信元と呼び、最後の無線端末１は宛先、途中（たとえば２番目）の無線端末１は中継元、その次（例えば３番目）の無線端末１は中継先とそれぞれ呼ぶことにする。そのように呼ぶ場合、特許請求の範囲に記載の「送信元」「送信先」は、以降では、それぞれ中継元、中継先と少なくとも対応する。なお、当然のことながら、送信元の無線端末１が送信するパケットでは送信元と中継元が一致し、無線端末１が宛先の無線端末１に送信するパケットでは中継先と宛先が一致することになる。
【００２５】
以上の構成において、動作を説明する。
送信制御装置１６は、切換スイッチ１２の切り換え制御を行うものであり、送信機１４に送信信号を送信させるときだけ、アンテナ１１を送信機１４と接続させる。そのとき以外は、アンテナ１１を受信機１３と接続させる。
【００２６】
受信機１３は、アンテナ１１から入力した受信信号を復調し、復調後の受信信号（デジタルデータとしてのパケット）をヘッダ解析装置１５に出力する。それ以外には、アンテナ１１が何らかの信号を受信中か否かを示すキャリア判定信号を送信制御装置１６に出力する。そのキャリア判定信号は、例えばアンテナ１１が何らかの信号を受信している間、アクティブとする。
【００２７】
ヘッダ解析装置１５は、例えば受信機１３から入力したパケット（受信信号）中のヘッダに格納されている中継元、及び中継先のアドレスに注目した解析を行う。具体的には送信機１４にパケットを送信させた直後であれば、例えば送信制御装置１６から取得した中継先の無線端末１のアドレスを、受信信号中のヘッダに格納されている中継元の無線端末１のアドレスと比較して、それらが一致するか否か判定する。その判定によってそれらが一致していることを確認すると、送信したパケットを中継先の無線端末１が正常に受信しているとして、例えばヘッダ判定信号を所定期間アクティブにする。反対に、それらが一致していることを確認できなければ（ここでは、アンテナ１１が信号を受信していない、受信信号中のヘッダに格納されている中継元の無線端末１のアドレスを認識できない、といったことを含む）、例えばヘッダ判定信号をアクティブにしない。そのようにして、ヘッダ判定信号を介して送信制御装置１６にパケットを再送すべき状況が発生したか否かを通知する。受信機１３から入力したパケット（受信信号）はパケット中継制御装置１７に出力する。
【００２８】
パケット中継制御装置１７は、ヘッダ解析装置１５から受信信号（パケット）を入力すると、そのヘッダに格納されている宛先の無線端末１のアドレスを自身の無線端末（自無線端末）１のそれと比較して、それらが一致するか否か判定する。その判定によってそれらが一致していることを確認すると、受信信号中のヘッダを除く部分を受信データとして外部装置に出力する。その受信データは、周知のように、１つ以上のパケットから再構成する。
【００２９】
ヘッダに格納されている宛先の無線端末１のアドレスが自無線端末１のそれと一致していなければ、次に、そのヘッダの中継先の無線端末１のアドレスを自無線端末１のそれと比較して、それらが一致するか否か判定する。その判定によってそれらが一致していることを確認すると、そのヘッダに格納されている中継元の無線端末１のアドレスを自無線端末１のそれに変更し、中継先の無線端末１のアドレスは宛先の無線端末１のアドレスから特定される中継先とすべき無線端末１のそれに変更した後、送信信号として送信制御装置１６に出力し、その送信を指示する。それにより、パケットの中継を実現させる。
【００３０】
パケット中継制御装置１７は、外部装置から送信すべきデータ（送信データ）を入力した場合には、そのデータをパケットのデータ量で分割し、分割したデータ毎にヘッダを付加し、それを送信信号として送信制御装置１６に順次、出力する。それにより、パケット単位でデータの送信を行わせる。なお、そのヘッダには、送信元、及び中継元として自無線端末１のアドレスを格納し、宛先には外部装置が指定した無線端末１（に接続されている外部装置）のアドレスを格納し、中継先には外部装置が指定した無線端末１から中継先として特定される無線端末１のアドレスを格納する。
【００３１】
パケットを中継していく経路（パケットを受信していく無線端末１の順序）は、その経路の選定を行うホストコンピュータを無線通信システムに用意して、そのホストコンピュータに決定させるようにしても良いが、各無線端末１に自律的に中継先の無線端末１を選択させることで決定させるようにしても良い。後者は、例えば特開平２０００−１３３７６号公報に開示の技術を採用することで実現させることができる。経路の選定はどのような方法で行っても良いことから、そのことに関する詳細な説明は省略する。
【００３２】
送信制御装置１６は、ヘッダ判定信号、及びキャリア判定信号を参照しつつ、パケット中継制御装置１７から送信が指示された送信信号（パケット）を送信機１４に送信させるための制御を行う。そのパケット（送信信号）は、他の無線端末１と同期をとって、予め定められた周期（タイムスロット）で送信させる。パケットの経路を構成する無線端末１間の同期は、例えば送信元の無線端末１が同期をとるためのパケットを送信し、そのパケットを順次、その経路に沿って無線端末１に中継させていくことでとることができる。ここでは、混乱を避けて理解を容易とするために、各経路で同期をとるためのプロセス（動作）についての詳細な説明は省略することにする。
【００３３】
送信制御装置１６は、上述したように、送信機１４にパケット（送信信号）を送信させるときだけ、切換スイッチ１２によりアンテナ１１を送信機１４と接続させる。それにより、送信機１４にパケット（送信信号）を送信させるとき以外は、他の無線端末１から送信されたパケットの有無を監視する。
【００３４】
自無線端末１宛のパケットを受信した無線端末１は、それを受信したタイムスロットの次のタイムスロットでパケットを送信するようになっている。その送信するパケットは、受信したパケットが中継すべきパケットであれば、それのヘッダに格納された中継元、及び中継先の無線端末１のアドレスをそれぞれ書き換えたパケットであり、受信したパケットが中継すべきパケットでなければ（それを受信した無線端末１が宛先として指定された無線端末１であれば）、それを受信したことを通知するためのパケットである。送信したパケットを正常に受信できたか否かの確認（判定）は、それを送信した無線端末１が次のタイムスロットで送信するはずのパケットを受信したか否かにより行い、そのパケットを受信できなければ（認識できなかったことを含む）、パケットを再送するようになっている。なお、その確認に用いられるパケットや、自無線端末１宛に送信されていないパケットは、他と区別するために、ここでもエコーと呼ぶことにする。
【００３５】
上述したように、自無線端末１宛のパケットを受信した無線端末１はそれを受信したタイムスロットの次のタイムスロットでパケットを送信し、その無線端末１にパケットを送信した無線端末１は、それが送信するパケットのエコーを受信することでそれがパケットを正常に受信できたか否か確認（判定）する。このことから、本実施の形態では、自無線端末１宛でないパケットを受信した無線端末１は、そのパケットを受信したタイムスロットの他に、そのパケットを送信した無線端末１がエコーを受信する分として、そのタイムスロットに続く１タイムスロットを避けて、送信すべきパケットを送信するようになっている。それらのタイムスロットを避けてパケットを送信機１４に送信させるのが送信制御装置１６である。なお、タイムスロット単位で受信の有無を判定するのは、他の無線端末１とは同期をとってパケットの送受信を行うためである。
【００３６】
送信制御装置１６は、パケット中継制御装置１７から受け取ったパケット（送信信号）を送信すべきタイミングとなると、受信機１３から入力したキャリア判定信号により、現在のタイムスロット（パケットの送信を予定しているタイムスロットの直前のタイムスロット）、及びその前のタイムスロットの少なくとも一方でパケットを受信したか否か判定する。それら２つのタイムスロットの少なくとも一方でパケットを受信したと判定すれば、更にそのパケットが自無線端末１宛か否か確認する。そのパケットが自無線端末１宛であれば、そのパケットを受信した他の無線端末１は送信すべきパケットがあっても１タイムスロット分はそれの送信を遅延させることから、パケット中継制御装置１７から受け取ったパケットを送信機１４に送信させる。当然のことながら、上記２つのタイムスロットでパケットを受信していないことを確認したときには、パケット中継制御装置１７から受け取ったパケットは無条件で送信機１４に送信させる。
【００３７】
なお、受信機１３が受信したパケットが自無線端末１宛か否かの確認は、例えばその確認のために必要な情報（例えば受信したパケットのヘッダに格納されている中継先の無線端末１のアドレス）をパケット中継制御装置１７から取得することで行うことができる。受信したパケットが自無線端末１宛てであれば、そのパケットは現在のタイムスロットで受信したものである。
【００３８】
一方、受信したパケットが自無線端末１宛でなければ、パケット中継制御装置１７から受け取ったパケットが中継用か否か判定する。その判定によって中継用と判定すれば、パケット中継制御装置１７から受け取ったパケットは破棄して送信させない。これは、中継用のパケットを送信するタイミングを遅延させると、それを送信した無線端末１が、それを宛てた無線端末１が正常に受信できなかったと判定して、それを再送するためである。中継用でないパケットは、それを破棄することができないため、自無線端末１宛でないパケットを受信したタイミングに応じてその送信を予定するタイムスロットを設定する。そのようにして、パケット中継制御装置１７から受け取ったパケットは送信機１４に送信させる。
【００３９】
上述したように、ヘッダ解析装置１５は、送信制御装置１６が送信機１４にパケットを送信させたタイムスロットの次のタイムスロットで、そのパケットを宛てた無線端末１のアドレスを中継元とするパケットを受信機１３が受信した場合に、ヘッダ判定信号をアクティブにする。このことから、送信制御装置１６は、送信機１４にパケットを送信させると、次のタイムスロットでヘッダ判定信号を監視し、そのタイムスロットでヘッダ判定信号がアクティブにならなければ、キャリア判定信号がイナクティブ（受信機１３がパケットを受信していないことを示す）であるのを条件にして、そのパケットを送信機１４に再度、送信させる。そのようにして、パケットの再送を行わせる。
【００４０】
ここで図３、及び図４を参照して、上記送信制御装置１６によって実現される通信フロー（無線端末１間におけるパケットの送受信の流れ）について具体的に説明する。
【００４１】
図３に示す通信フローは、図８と同じく、無線端末１−１から無線端末１−２を中継して無線端末１−３へのパケット１の送信と、無線端末１−４から無線端末１−５へのパケット２の送信とが並行的に行われる場合の例である。上述したように、無線端末１−１は無線端末１−４、１−５のなかでは無線端末１−４とのみ通信可能であるとの前提である。
【００４２】
無線端末１−１は、例えば他の無線端末１とタイムスロットの同期をとるためのパケットを送信した後、パケット１を送信する。このため、図３に示すように、タイムスロットＡに先だち、例えばパケット中継制御装置１７から送信すべきパケットとしてパケット２を送信制御装置１６が受け取ることで無線端末１−４に送信事象が発生しても、図８と同じく、無線端末１−４は無線端末１−１がパケット１を送信するのを待つ。それにより、無線端末１−４は、タイムスロットＡでパケット１のエコーを受信する。
【００４３】
無線端末１−４の送信制御装置１６は、タイムスロットＡでパケット１のエコーを受信することにより、タイムスロットＡに続くタイムスロットＢを送信禁止区間とする。それにより、タイムスロットＢの直後に位置するタイムスロットＣでパケット２を送信させる。この結果、図８と同様な状況であっても、従来とは異なり、パケットの衝突は回避されることになって、パケットの再送が行われなくなる。なお、これは、無線端末１−１がタイムスロットＡで中継用のパケットを送信する場合であっても同じである。
【００４４】
図４に示す通信フローは、無線端末１−１から無線端末１−２を中継して無線端末１−３へのパケット１の送信と、無線端末１−６から無線端末１−４を中継して無線端末１−５へのパケット２の送信とが並行的に行われる場合の例である。上述したように、無線端末１−１は無線端末１−４〜６のなかでは無線端末１−４とのみ通信可能であるとの前提である。互いに通信可能でない無線端末１−１、１−６が送信元であるために、無線端末１−１〜３でのタイムスロットは、無線端末１−４〜６でのタイムスロットとずれている。
【００４５】
図４に示すように、無線端末１−４は、無線端末１−６がタイムスロットＡ’で送信したパケット２を受信するが、無線端末１−１がタイムスロットＡで送信したパケット１のエコーを、そのパケット２に間をおいて続く形で受信する。このため、無線端末１−４の送信制御装置１６は、タイムスロットＡ’に続くタイムスロットＢ’で送信させるべき中継パケット２を破棄する。それにより、無線端末１−６はタイムスロットＢ’で中継パケット２のエコーを受信できなくなって、タイムスロットＢ’に続くタイムスロットＣ’でパケット２を再送することになる。無線端末１−１にとっては、無線端末１−４が中継パケット２を破棄することで、タイムスロットＣ’でも中継パケット２を送信しなくなる結果、タイムスロットＣで中継パケット２のエコーを受信することがなくなって、パケットの衝突は確実に発生しなくなる。
【００４６】
タイムスロットＢ’で送信させるべき中継パケット２を破棄すると、無線端末１−４で送信すべきパケットが重複することが回避される。無線では、周知のように、通信状態が変化するのが普通であって、相手がパケットを正常に受信できない確率は有線と比較して高いことが多い。これは、中継パケットの送信を遅延させると、それによって通信速度の低下を招く可能性が比較的に高いことを意味する。これらのことから、中継パケットの破棄には、制御を簡単化するというだけでなく、通信速度、即ち無線通信システムのパフォーマンスの低下を抑えられるという利点もある。
【００４７】
無線端末１−４の送信制御装置１６は、パケット１のエコーが受信された最後のタイムスロットはタイムスロットＢ’であり、タイムスロットＣ’で受信されたパケット２は自無線端末１−４宛であることから、タイムスロットＤ’で中継パケット２を無線端末１−５宛に送信させる。そのエコーは無線端末１−１でも受信されるが、それを受信するのは中継パケット１を受信したタイムスロットＣに続くタイムスロットＤであるため、パケットの衝突は発生しない。
【００４８】
各無線端末１に搭載された送信制御装置１６は、上述したように、受信したパケットが自無線端末１宛でなければ、それを受信していたタイムスロットの他に、それに続く１タイムスロットを避けて、送信すべきパケットを送信させる。それにより、図３、及び図４に示すように、各無線端末１でのパケットの衝突を回避させることができる。パケットの衝突を回避させることで、自無線端末１宛のパケットを受信できない、或いはパケットを宛てた無線端末１がそれを正常に受信したことを確認できない、といったことが回避される。パケットを宛てた無線端末１がそれを正常に受信しているにも係わらず、それを再送するようなことも回避される。その結果、無線端末１を用いて構築される無線通信システムのパフォーマンスの低下が抑えられ、それを利用するユーザは常に快適にシステムを利用できることとなる。
【００４９】
図５は、上記送信制御装置１６が実行する送信制御処理のフローチャートである。その送信制御処理は、例えばパケット中継制御装置１７から送信させるべきパケットを受け取るといったことで送信事象が発生した場合に実行される処理である。次に、図５を参照して、その送信制御処理について詳細に説明する。
【００５０】
なお、送信制御装置１６は、特に図示しないが、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＩ／Ｏなどを備えた構成となっている。このことから、図５に示すフローチャートは、そのＣＰＵが、ＲＯＭに格納されたプログラムを読み出して実行することで実現される。
【００５１】
先ず、ステップＳ１では、現在のタイムスロット（パケットの送信を予定しているタイムスロットの直前のタイムスロット）、及びその直前のタイムスロットの少なくとも一方で他の無線端末１宛のパケットを受信したか否か判定する。それら２つのタイムスロットの少なくとも一方で他の無線端末１（中継先が不明なものを含む）宛のパケットを受信機１３が受信した場合、判定はＹＥＳとなってステップＳ２に移行する。そうでない場合には、判定はＮＯとなってステップＳ４に移行する。
【００５２】
ステップＳ２では、パケット中継制御装置１７から送信が指示されたパケットが中継用のパケット（中継パケット）か否か判定する。そのヘッダに格納された送信元の無線端末１のアドレスが中継元の無線端末１のそれと一致していた場合、判定はＮＯとなってステップＳ３に移行する。そうでない場合には、判定はＹＥＳとなり、ステップＳ５でパケット中継制御装置１７から送信が指示された中継パケットを破棄した後、一連の処理を終了する。
【００５３】
ステップＳ３では、自無線端末１が送信元であることから、他の無線端末１宛のパケットを受信したタイムスロットに応じて、パケット中継制御装置１７から送信が指示されたパケットを送信するタイムスロットを遅延させる。その遅延は、例えばキャリア判定信号を監視することで、パケットを送信するタイムスロットを決定するために行う。それにより、ステップＳ３に続くステップＳ４では、切換スイッチ１２によりアンテナ１１を送信機１４に接続させて、送信が指示されたパケットを送信機１４に送信させる。その送信を送信機１４に行わせると、切換スイッチ１２によりアンテナ１１を受信機１３と接続させた後、一連の処理を終了する。
【００５４】
ところで、パケットを宛てた無線端末１がそれを正常に受信できたことを確認できなかった際に再送を行うために、送信事象は、パケットを送信させたタイムスロットの次のタイムスロットでヘッダ判定信号がアクティブにならなかった場合にも発生する。その場合には、前回、送信させたパケットが送信させるべきパケットであるとして処理が行われることになる。
【００５５】
各無線端末１に搭載された送信制御装置１６は、上述したような送信制御処理を実行することにより、タイムスロットを単位として、送信させるべきパケットを送信するタイミングを必要に応じて変更する。それにより、図３、及び図４にそれぞれ示すように、パケットの衝突を回避させる形での通信フローを実現させる。
【００５６】
なお、本実施の形態では、自無線端末１宛でないパケットを受信した場合に、それを受信していたタイムスロット、及びそれに続く１タイムスロットでのパケットの送信を禁止しているが、これは、無線端末１は１パケットを送信すると、それを宛てた無線端末１が送信するパケットによりそれを正常に受信できたか否か確認するという送受信上の取り決めに合わせたためである。このことから明らかなように、送信を禁止する期間は、送受信上の取り決めに合わせて設定すれば良いものであり、本実施の形態に限定されるわけではない。
【００５７】
中継パケットについては、それを送信すべきタイミングで送信できなければ破棄するようにしているが、それを遅延できる範囲を設定して、その範囲を越えて遅延させなければならない場合に破棄するようにしても良い。しかし、それは、パケットを正常に受信できない確率が高いほど、パケットを送信する時間間隔が大きくなってしまう傾向があることから、その確率を低く抑える必要がある。
【００５８】
送信制御装置１６は、無線端末１に搭載されたものであるが、外部から無線端末を制御するものであっても良い。その動作を実現させるようなプログラムについては、それに搭載されたＲＯＭに記録させるのではなく、搭載可能なＲＯＭに記録させても良い。書き換え可能な記録媒体を送信制御装置に用意した場合には、ＣＤ−ＲＯＭ、フロッピーディスク、或いは光磁気ディスク等の記録媒体に記録させて配布しても良い。或いは、公衆網等で用いられる伝送媒体を介して、そのプログラムの一部、若しくは全部を配信するようにしても良い。何れにしても、ユーザはプログラムを取得してそれを書き換え可能な記録媒体上に書き込ませることにより、その送信制御装置に本発明を適用させることができる。このことから、記録媒体は、プログラムを配信する装置がアクセスできるものであっても良い。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明では、データを送信させるべき事象が自身の無線端末装置に発生した後であって、この送信させるべきデータの送信を開始する前に、自身の無線端末装置以外の無線端末装置を送信先とするデータを受信した場合、そのデータを受信したタイムスロット及び該データを受信したタイムスロットよりも所定タイミングに等しいタイミング後のタイムスロットを避けて、上記送信させるべきデータを自身の無線端末装置に送信させる。
【００６０】
所定のデータ量を送信単位として中継を含むデータの送受信を無線で行う無線端末装置を複数、用いて構築された無線通信システムでは、１無線端末装置が送信するデータは１以上（通常は複数）の無線端末装置に受信されて、最終的な宛先に向けて中継されていく。従って、データを送信した無線端末装置には、それを送信した後に、それを送信した無線端末装置が送信するデータが少なくとも到来すると考える必要がある。このことから、その到来が予測される期間を含めて、自身の無線端末装置以外の無線端末装置に送信されたデータを受信した無線端末装置にデータを送信させないようにすることにより、複数の無線端末装置が送信したデータが１無線端末装置に重複して到来するようなことを回避することができる。それにより、無線通信システムにおけるパフォーマンスの低下を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態による無線端末装置によって通信が行われる様子を説明する図である。
【図２】本実施の形態による無線端末装置の回路構成図である。
【図３】本実施の形態による無線端末装置によって実現される通信フローを示す図である（その１）。
【図４】本実施の形態による無線端末装置によって実現される通信フローを示す図である（その２）。
【図５】送信制御処理のフローチャートである。
【図６】従来の無線端末装置によって通信が行われる様子を説明する図である。
【図７】パケットの衝突が発生しない場合の通信フローを示す図である。
【図８】パケットの衝突が発生する場合の通信フローを示す図である。
【符号の説明】
１、１−１〜６    無線端末装置
１１    アンテナ
１３    受信機
１４    送信機
１５    ヘッダ解析装置
１６    送信制御装置
１７    パケット中継制御装置
【図１】
0004573459.tif 000002
【図２】
0004573459.tif 000003
【図３】
0004573459.tif 000004
【図４】
0004573459.tif 000005
【図５】
0004573459.tif 000006
【図６】
0004573459.tif 000007
【図７】
0004573459.tif 000008
【図８】
0004573459.tif 000009