(57)【要約】  媒体占有状況を観測することによって、送信機会が公平な競合分散制御を行いつつ、通信システム全体としてのスループットを向上させる通信装置を提供する。このために本発明の通信装置は、コンテンションウインドウを用いて、送信フレーム送信時に行う正規のバックオフ処理と送信フレームを送信しない時に擬似的に行う擬似バックオフ処理とを行うバックオフ処理部と、擬似バックオフ処理によって、送信フレームを送信しない時の伝送路媒体の状況を示す媒体情報を求める媒体情報取得部と、媒体情報を用いて伝送路媒体の状況を判定して判定情報を導出する媒体状況判定部とを備える。
2008010387.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一の通信システム内の通信装置が送信する送信フレームが伝送路媒体中で衝突することをバックオフ処理を用いて回避する通信装置であって、
コンテンションウインドウを用いて、前記送信フレーム送信時に行う正規のバックオフ処理と前記送信フレームを送信しない時に擬似的に行う擬似バックオフ処理とを行うバックオフ処理部と、
前記擬似バックオフ処理によって、前記送信フレームを送信しない時の前記伝送路媒体の状況を示す媒体情報を求める媒体情報取得部と、
前記媒体情報を用いて前記伝送路媒体の状況を判定して判定情報を導出する媒体状況判定部とを備える、通信装置。
【請求項２】
前記媒体情報は、前記擬似バックオフ処理の試行回数値と、前記擬似的な送信フレームを送信できなかった回数を示す競合負け回数値と、前記擬似的な送信フレームを送信できた回数を示す競合勝ち回数値と、前記擬似的な送信フレームと前記送信フレームとが前記伝送路媒体中で衝突した回数を示す衝突回数値の内の少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記判定情報は、前記競合勝ち回数値を前記試行回数値で除した競合成功確率又は前記競合負け回数値を前記試行回数値で除した競合失敗確率に応じて選択されるコンテンションウインドウテーブル又は計算式を示す情報であり、
前記コンテンションウインドウのサイズは、選択された前記コンテンションウインドウテーブル又は前記計算式によって定まることを特徴とする、請求項２に記載の通信装置。
【請求項４】
前記判定情報は、前記競合勝ち回数値を前記試行回数値で除した競合成功確率又は前記競合負け回数値を前記試行回数値で除した競合失敗確率に応じて選択される、前記コンテンションウインドウのサイズの初期値であることを特徴とする、請求項２に記載の通信装置。
【請求項５】
前記判定情報を、前記通信システム内の他の通信装置に通知することを特徴とする、請求項３又は４に記載の通信装置。
【請求項６】
前記判定情報は、前記衝突回数値を前記試行回数値で除した衝突確率であり、
前記送信フレームの再送信発生率に１から前記衝突確率を差し引いた値を乗することで取得する、伝送路状態の変化に起因する再送信発生率の変化量を用いて、伝送路変動算出を行うことを特徴とする、請求項２に記載の通信装置。
【請求項７】
同一の通信システム内の通信装置が送信する送信フレームが伝送路媒体中で衝突することをバックオフ処理を用いて回避する通信方法であって、
コンテンションウインドウを用いて、前記送信フレーム送信時に行う正規のバックオフ処理と前記送信フレームを送信しない時に擬似的に行う擬似バックオフ処理とを行うステップと、
前記擬似バックオフ処理によって、前記送信フレームを送信しない時の前記伝送路媒体の状況を示す媒体情報を取得するステップと、
前記媒体情報を用いて前記伝送路媒体の状況を判定して判定情報を導出するステップとを備える、通信方法。
【請求項８】
同一の通信システム内の通信装置が送信する送信フレームが伝送路媒体中で衝突することをバックオフ処理を用いて回避する通信装置に用いられるプログラムであって、
コンテンションウインドウを用いて、前記送信フレーム送信時に行う正規のバックオフ
処理と前記送信フレームを送信しない時に擬似的に行う擬似バックオフ処理とを行うステップと、
前記擬似バックオフ処理によって、前記送信フレームを送信しない時の前記伝送路媒体の状況を示す媒体情報を取得するステップと、
前記媒体情報を用いて前記伝送路媒体の状況を判定して判定情報を導出するステップとを前記通信装置に実行させる、プログラム。
【請求項９】
同一の通信システム内の通信装置が送信する送信フレームが伝送路媒体中で衝突することをバックオフ処理を用いて回避する通信装置に用いられるプログラムを記録した記録媒体であって、
コンテンションウインドウを用いて、前記送信フレーム送信時に行う正規のバックオフ処理と前記送信フレームを送信しない時に擬似的に行う擬似バックオフ処理とを行うステップと、
前記擬似バックオフ処理によって、前記送信フレームを送信しない時の前記伝送路媒体の状況を示す媒体情報を取得するステップと、
前記媒体情報を用いて前記伝送路媒体の状況を判定して判定情報を導出するステップとを前記通信装置に実行させるプログラムを記録した、記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、共通の伝送路媒体を用いて複数の端末が競合してパケット通信を行う通信システムを構成する通信装置に関し、より特定的には、バックオフ制御によって衝突を回避するアクセス方式を採用する通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
バックオフ（Ｂａｃｋ  ｏｆｆ）制御を用いて送信データの衝突を回避する競合制御を行う従来技術としては、無線ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）の標準規格であるＩＥＥＥ８０２．１１で使用されるＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ／Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ  Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）がある。この従来技術は、データ送信を行う端末等が、伝送路媒体が送信データフレーム（以下、送信フレームという）で占有されていない状態（以下、アイドル状態という）を検知した場合には、すぐにはデータ送信をせず、コンテンションウインドウ（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ  Ｗｉｎｄｏｗ、以下、ＣＷという）で規定された競合区間において、ＣＷ内のスロット（Ｓｌｏｔ）数を最大値とする乱数を用いて送信タイミングを決定するバックオフ制御を利用した技術である。【０００３】
具体的には、データ送信を行う端末が、送信タイミングまでに、送信フレームが伝送路媒体を占有している状態（以下、占有状態という）であることを検出した場合には、その送信フレームの送信が完了するまで、データ送信を行う端末は送信フレームの送信を待機する。一方で、データ送信を行う端末が、送信タイミングまでに、伝送路媒体が占有状態であることを検出しない場合には、この送信タイミングで送信フレームを送信する。そして、データ送信を行う端末は、送信フレームを送信した後に応答フレーム（ＡＣＫフレーム）を検出しない場合には、送信フレームの衝突が発生したと判断し、再送信処理を行う。この場合に、データ送信を行う端末は、ＣＷ内のスロット数を増やしてＣＷのサイズを大きく設定すること（２進ランダムバックオフアルゴリズム）によって再衝突の確率を小さくする。【０００４】
ここで、一般に、全ての端末は、公平にデータ送信を行う機会を得ることを要求される。しかし、上記した従来技術では、伝送路媒体が高トラヒック（混雑状態）であることによって送信フレームの衝突が多発するときには、新規に送信要求を行う端末は他の端末よりも高確率で送信フレームを送信できるという不公平が生じる（キャプチャ効果として知られている）。これは、送信フレームの再送信が繰り返された端末のＣＷサイズは大きく設定されているのに対して、新規に送信要求を行う端末のＣＷサイズは小さいことが原因である。また、各端末のＣＷサイズの増加に伴って、各端末の送信までの待機時間が急増し、各端末のスループットの低下が生じる。【０００５】
上記した問題は、各端末が、各端末のＣＷサイズを、それぞれ送信を試みた結果のみに従って設定することに起因している。つまり、上記した問題は、伝送路媒体の送信フレームによる占有の状況（以下、媒体占有状況という）をシステム全体で考慮して、衝突回避を行っていないことに起因している。【０００６】
上記した問題に対して、アクセスポイントが、媒体占有状況及び端末内の統計情報等を元にＣＷサイズを動的に更新してシステム内の各端末に通知することによって、効率よく衝突を回避する手段が開示されている（特許文献１及び特許文献２）。特許文献１では、アクセスポイントが稼動中のユーザ数（端末数）の予測値を求め、稼動中のユーザ数に応じたＣＷサイズを各端末に通知し、更に、送信フレームの衝突が発生した場合には、その衝突数を考慮したＣＷサイズを各端末に通知することによって衝突回避を行っている。また、特許文献２では、アクセスポイントのトラヒックが相対的に他の端末のトラヒックと比較して多いことから、アクセスポイントが自身のバッファ残存パケット量を監視し、自身のバッファ残存パケット量が増加した場合には、各端末のＣＷサイズを大きくすることで、アクセスポイントのパケットを処理し易くしている。
【特許文献１】特開２００２−３７４２６４号公報
【特許文献２】特許第３６９４８４４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に示す従来の構成では、アクセスポイントで衝突を検出することが前提となっているので、アクセスポイントで衝突を検出することが困難なシステム及びアクセスポイント等の集中制御端末がないシステムには適用できないという問題がある。更に、アクセスポイントで衝突を検出できるシステムであっても、衝突検出のための冗長回路等を備える必要があるという問題がある。【０００８】
また、特許文献２に示す従来の構成では、アクセスポイントと各端末との間で競合制御における送信機会の公平性が保てないので、送信機会の公平性を求めるシステムには適用できないという問題がある。更に、アクセスポイント等の集中制御端末がないシステムに適用した場合には、端末同士が互いに相手端末のＣＷサイズを大きくすることによって、システム全体のスループットが大幅に低下するという問題がある。【０００９】
それ故に、本発明の目的は、アクセスポイント等の集中制御端末がないシステムにも適用でき、又、容易に媒体占有状況を観測することによって、送信機会が公平な競合分散制御を行いつつ、通信システム全体としてのスループットを向上させる通信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、同一の通信システム内の通信装置が送信する送信フレームが伝送路媒体中で衝突することをバックオフ処理を用いて回避する通信装置に向けられている。そして、上記目的を達成させるために、本発明の通信装置は、コンテンションウインドウを用いて、送信フレーム送信時に行う正規のバックオフ処理と送信フレームを送信しない時に擬似的に行う擬似バックオフ処理とを行うバックオフ処理部と、擬似バックオフ処理によって、送信フレームを送信しない時の伝送路媒体の状況を示す媒体情報を求める媒体情報取得部と、媒体情報を用いて伝送路媒体の状況を判定して判定情報を導出する媒体状況判定部とを備える。【００１１】
また、好ましくは、媒体情報は、擬似バックオフ処理の試行回数値と、擬似的な送信フレームを送信できなかった回数を示す競合負け回数値と、擬似的な送信フレームを送信できた回数を示す競合勝ち回数値と、擬似的な送信フレームと送信フレームとが伝送路媒体中で衝突した回数を示す衝突回数値の内の少なくとも１つを含む。【００１２】
また、好ましくは、判定情報は、競合勝ち回数値を試行回数値で除した競合成功確率又は競合負け回数値を試行回数値で除した競合失敗確率に応じて選択されるコンテンションウインドウテーブル又は計算式を示す情報であり、コンテンションウインドウのサイズは、選択されたコンテンションウインドウテーブル又は計算式によって定まる。【００１３】
また、好ましくは、判定情報は、競合勝ち回数値を試行回数値で除した競合成功確率又は競合負け回数値を試行回数値で除した競合失敗確率に応じて選択される、コンテンションウインドウのサイズの初期値である。【００１４】
また、本発明の通信装置は、判定情報を、通信システム内の他の通信装置に通知してもよい。【００１５】
また、判定情報は、衝突回数値を試行回数値で除した衝突確率であり、本発明の通信装置は、送信フレームの再送信発生率に１から衝突確率を差し引いた値を乗することで取得する、伝送路状態の変化に起因する再送信発生率の変化量を用いて、伝送路変動算出を行ってもよい。【００１６】
また、本発明は、同一の通信システム内の通信装置が送信する送信フレームが伝送路媒体中で衝突することをバックオフ処理を用いて回避する通信方法にも向けられている。そして、上記目的を達成させるために、本発明の通信方法は、コンテンションウインドウを用いて、送信フレーム送信時に行う正規のバックオフ処理と送信フレームを送信しない時に擬似的に行う擬似バックオフ処理とを行うステップと、擬似バックオフ処理によって、送信フレームを送信しない時の伝送路媒体の状況を示す媒体情報を取得するステップと、媒体情報を用いて伝送路媒体の状況を判定して判定情報を導出するステップとを備える。【００１７】
また、本発明は、同一の通信システム内の通信装置が送信する送信フレームが伝送路媒体中で衝突することをバックオフ処理を用いて回避する通信装置に用いられるプログラムにも向けられている。そして、上記目的を達成させるために、本発明のプログラムは、コンテンションウインドウを用いて、送信フレーム送信時に行う正規のバックオフ処理と送信フレームを送信しない時に擬似的に行う擬似バックオフ処理とを行うステップと、擬似バックオフ処理によって、送信フレームを送信しない時の伝送路媒体の状況を示す媒体情報を取得するステップと、媒体情報を用いて伝送路媒体の状況を判定して判定情報を導出するステップとを通信装置に実行させる。【００１８】
また、本発明は、同一の通信システム内の通信装置が送信する送信フレームが伝送路媒体中で衝突することをバックオフ処理を用いて回避する通信装置に用いられるプログラムを記録した記録媒体にも向けられている。そして、上記目的を達成させるために、本発明の記録媒体は、コンテンションウインドウを用いて、送信フレーム送信時に行う正規のバックオフ処理と送信フレームを送信しない時に擬似的に行う擬似バックオフ処理とを行うステップと、擬似バックオフ処理によって、送信フレームを送信しない時の伝送路媒体の状況を示す媒体情報を取得するステップと、媒体情報を用いて伝送路媒体の状況を判定して判定情報を導出するステップとを通信装置に実行させるプログラムを記録する。
【発明の効果】
【００１９】
上記のように、本発明の通信装置によれば、アクセスポイント等の集中制御端末を設けることなく、競合制御を行う従来の装置に簡易な構成を付加するだけで、容易に、媒体占有状況を観測することが可能となる。このことによって、媒体占有状況に応じた適切なＣＷサイズの設定ができ、また、伝送路状況の変動算出等が可能となる。この結果として、本発明の通信装置によれば、競合分散制御システムにおいて、通信装置間の送信機会の公平性を保ちつつシステム全体のスループット向上等を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る通信装置を複数収容する通信システムの構成の一例である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に係る通信装置２１の構成例を示す図である。
【図３】図３は、擬似バックオフ処理を説明するための図である。
【図４】図４は、擬似バックオフ処理を行って媒体占有状況を判定して判定情報を取得するフローチャートである。
【図５】図５は、バックオフ処理部２５が備えるＣＷテーブル１〜３を示す図である。
【図６】図６は、ステップＳ４１５において、媒体状況判定部２７が、バックオフ処理部２５で用いるＣＷテーブルを決定する判定情報を導出するフローチャートである。
【図７】図７は、バックオフ処理部２５が備えるＣＷテーブルの一例であるＣＷテーブル４を示す図である。
【図８】図８は、ステップＳ４１５において、媒体状況判定部２７が、ＣＷテーブル４における初期値ポインタ設定値を決定する判定情報を導出するフローチャートである。
【図９】図９は、本発明の第２の実施形態に係る通信装置１２１の構成例を示す図である。
【図１０】図１０は、媒体中を伝送されるフレームの構成例を示す図である。
【図１１】図１１は、媒体占有状況の観測について説明するための図である。
【図１２】図１２は、通信装置１２１が媒体占有状況を観測して判定情報を取得するフローチャートである。
【図１３】図１３は、図１２のステップＳ９０７において、媒体状況判定部１２７が、バックオフ処理部１２５で用いるＣＷテーブルを決定する判定情報を導出するフローチャートである。
【図１４】図１４は、図７に示すＣＷテーブル４を用いる場合において、判定情報を導出するフローチャートである。
【図１５】図１５は、本発明の第３の実施形態に係る通信装置２２１の構成例を示す図である。
【図１６】図１６は、通信装置２２１が媒体状況を観測して判定情報を取得するフローチャートである。
【図１７】図１７は、図１６のステップＳ９２９において、媒体状況判定部２２７が、バックオフ処理部１２５で用いるＣＷテーブルを決定する判定情報を導出するフローチャートである。
【図１８】図１８は、図７に示すＣＷテーブル４を用いる場合において、判定情報を導出するフローチャートである。
【符号の説明】
【００２１】
１    通信システム
２１、１２１、２２１    通信装置
２２、１２２、２２２  通信制御部
２３    送信部
２４    受信部
２５、１２５    バックオフ処理部
２６、１２６、２２６    媒体情報取得部
２７、１２７、２２７    媒体状況判定部
２８    情報格納部
３１〜３４、１７１〜１７５    送信フレーム
４１〜４３    擬似送信フレーム
５１、５５    スロット
５２〜５４    擬似送信スロット
６１    試行カウンタ
６２    競合勝ちカウンタ
６３    衝突カウンタ
６４    競合負けカウンタ
１０１、１０２、１０３    ＣＷ
１６１    フレーム長カウンタ
２６１    送信元アドレス管理テーブル
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る通信装置を複数収容する通信システムの構成の一例である、通信システム１を示す図である。図１に示す、通信システム１内の通信装置（端末Ａ、端末Ｂ、端末Ｃ、端末Ｄ）は、ＣＳＭＡ／ＣＡを用いた自律分散制御によって、それぞれ送信フレームを送信する。そして、図１は、通信システム１内に端末が４台存在し、端末Ｂから端末Ａへの送信フレームの送信と、端末Ｃから端末Ｂ及び端末Ｄへの送信フレームの送信とが行われる状態を示している。また、このときに用いられる衝突回避手段は、従来のバックオフ処理（以下、正規バックオフ処理という）に基づくものとする。なお、通信システム１内の通信装置の数に制限はない。【００２３】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る通信装置２１の構成例を示す図である。図２に示す通り、通信装置２１は、送信フレームの変調（例えば、ＯＦＤＭ変調）及び必要に応じて誤り訂正符号化処理等を行う送信部２３と、受信フレームの検出・復調及び必要に応じて誤り訂正処理を行う受信部２４と、ＣＳＭＡ／ＣＡに基づく送信タイミングの決定及びフレーム識別処理等の通信制御全般を行う通信制御部２２とを備える。通信制御部２２は、バックオフ処理部２５と媒体情報取得部２６と媒体状況判定部２７と情報格納部２８とを備える。媒体情報取得部２６は、試行カウンタ６１と競合勝ちカウンタ６２と衝突カウンタ６３と競合負けカウンタ６４とを備える。なお、バックオフ処理部２５、媒体情報取得部２６、媒体状況判定部２７、情報格納部２８を説明の便宜上区別するが、同様の機能を有すのであれば、これらをまとめた構成としてもよい。【００２４】
以下では、まず、本発明の第１の実施形態に係る通信装置２１の特徴を簡単に説明した後に、通信装置２１の動作について詳細に説明する。通信装置２１は、従来の通信装置が行う送信フレーム送信時にのみ行う正規バックオフ処理に加えて、送信フレームを送信しない時にも擬似的な送信フレーム（以下、擬似送信フレームという）を送信すると仮定して（即ち、実際にフレームを送信するわけではない）、擬似的なバックオフ処理（以下、擬似バックオフ処理という）を行うことに特徴を有する。また、擬似バックオフ処理に用いるバックオフアルゴリズムとして、正規バックオフ処理に用いるバックオフアルゴリズムをそのまま用いることができることに特徴を有する。そして、通信装置２１は、擬似バックオフ処理を行うことによって、媒体占有状況を観測して、この観測結果に基づいて通信装置２１自身のＣＷサイズを変更等することに特徴を有する。【００２５】
次に、通信装置２１の動作について詳細に説明する。図３は、擬似バックオフ処理を説明するための図である。図３において、説明の便宜のために、通信システム１内の端末である通信装置２１を、端末Ａ、端末Ｂ及び端末Ｃの３台とする（図１を参照）。また、説明の便宜のために、端末Ａの擬似バックオフ処理に着目して説明し、端末Ａは送信フレームを送信しないものとして説明する。そして、図３に示す通り、媒体占有状況の観測開始後の第１回目の擬似バックオフ処理の際のＣＷがＣＷ１０１であり、第２回目の擬似バックオフ処理の際のＣＷがＣＷ１０２であり、第３回目の擬似バックオフ処理の際のＣＷがＣＷ１０３である。ＣＷは、複数のスロットにより構成され、各スロットには０から始まるスロット番号が順番に付される。また、図３では、端末Ｂが送信フレーム３１及び３３を送信し、端末Ｃが送信フレーム３２及び３４を送信する場合を示している。そして、端末Ａは、実際には送信しない擬似送信フレーム４１〜４３を擬似的に送信するとして擬似バックオフ処理を行う。ここで、擬似送信フレーム４１〜４３の長さは、端末Ａが実際に送信する送信フレームの長さとするのが好ましいが、特に限定されるものではない。【００２６】
図４は、擬似バックオフ処理を行って媒体占有状況を判定して判定情報を取得するフローチャートである。以下では、図２〜４を参照して説明を行う。まず、媒体占有状況の観測期間が開始（ステップＳ４０１）されると、媒体情報取得部２６は、媒体情報である、試行カウンタ６１、競合勝ちカウンタ６２、衝突カウンタ６３及び競合負けカウンタ６４のカウントを０にする（ステップＳ４０２）。次に、バックオフ処理部２５は、伝送路媒体（以下、単に、媒体という）が送信フレームで占有されているか否かを検出する機能を有する受信部２４から受信する情報によって、媒体が送信フレームで占有されているか否かを確認する（ステップＳ４１６）。占有されている場合には、バックオフ処理部２５は、この占有の終了を確認するまで待機する（ステップＳ４１４）。占有されていない場合、又は、ステップＳ４１４の待機が終了すると、媒体情報取得部２６は、擬似バックオフ処理の試行回数をカウントする試行カウンタのカウントに１を加える（ステップＳ４０３）。【００２７】
以下では、擬似バックオフ処理の動作の説明を行う。図３では、端末Ｂの送信フレーム３１の送信による占有の終了を確認して、バックオフ処理部２５は、待機（ステップＳ４１４）を終了している。そして、この待機終了のタイミングが、図３に示す第１回目の擬似バックオフ処理の試行タイミングとなる。以下に、第１回目の擬似バックオフ処理の動作について説明する。ステップＳ４０３の次に、バックオフ処理部２５は、図３に示す通り、乱数によって、ＣＷ１０１内のいずれか１つのスロットを、擬似送信フレーム４１を擬似的に送信する擬似送信スロット５２として決定する（ステップＳ４０４）。図３では、乱数によって、番号６が選択されて、ＣＷ１０１内の番号６のスロットが擬似送信スロット５２として決定されている。次に、バックオフ処理部２５は、バックオフ処理部２５が備えるスロットカウンタのカウントを０（ＣＷ１０１内の番号０のスロットを示す）にする（ステップＳ４０５）。次に、バックオフ処理部２５は、スロットカウンタが示す番号０のスロットの期間に、端末Ｂ又は端末Ｃが送信する送信フレームを受信部２４が検出したか否かを確認する（ステップＳ４０６）。図３では、番号０のスロットの期間において、端末Ｂ又は端末Ｃが送信する送信フレームは検出されないので、次のステップＳ４０７に移る。次に、バックオフ処理部２５は、擬似送信スロット５２のスロット番号６とスロットカウンタのカウント番号０とを比較する（ステップＳ４０７）。スロット番号６とカウント番号０とは等しくないので、スロットカウンタのカウントに１が加えられ（ステップＳ４０８）、ステップＳ４０６に戻る。同様にして、ステップＳ４０６からステップＳ４０７に移り、ステップＳ４０７からステップＳ４０８へと移るのでスロットカウンタのカウントは２となって、ステップＳ４０６に戻る。次に、図３に示す通り、バックオフ処理部２５は、スロットカウンタが示す番号２のスロット５１の期間に、端末Ｃが送信する送信フレーム３２を受信部２４が検出したことを確認する（ステップＳ４０６）ので、ステップＳ４０９に移る。次に、バックオフ処理部２５は、擬似送信スロット５２のスロット番号６とスロットカウンタのカウント番号２とを比較する（ステップＳ４０９）。番号６とカウント２とは等しくないので、媒体情報取得部２６は、競合負けカウンタのカウントに１を加える（ステップＳ４１１）。以上で、第１回目の擬似バックオフ処理は終了する。そして、第１回目の擬似バックオフ処理の結果は、「競合負け」となる。【００２８】
ステップＳ４１１の次に、バックオフ処理部２５は、媒体占有状況の観測期間が満了したか否かを判断する（ステップＳ４１３）。図３に示す通り、観測期間は満了していないので、バックオフ処理部２５は、送信フレーム３２の送信終了及び擬似送信フレーム４１の擬似的な送信終了の内、遅く終了する方の時刻まで待機する（ステップＳ４１４）。ここで、既に説明した通り、擬似送信フレーム４１は、実際には送信されない。次に、ステップＳ４１４の待機が終了すると、ステップＳ４０３の処理が行われる。【００２９】
そして、上記した待機終了のタイミングが、図３に示す第２回目の擬似バックオフ処理の試行タイミングとなる。以下に、第２回目の擬似バックオフ処理動作について説明する。上記したステップＳ４０３の次に、バックオフ処理部２５は、図３に示す通り、乱数によって、ＣＷ１０２内のいずれか１つのスロットを、擬似送信フレーム４２を擬似的に送信する擬似送信スロット５３として決定する（ステップＳ４０４）。図３では、乱数によって、番号３が選択されて、ＣＷ１０２内のスロット番号３のスロットが擬似送信スロット５３として決定されている。次に、第１回目の擬似バックオフ処理の動作と同様に、ステップＳ４０５の後に、ステップＳ４０６〜ステップＳ４０８が繰り返される。そして、図３に示す通り、バックオフ処理部２５は、スロットカウンタが示すスロット番号３のスロット５３の期間に、端末Ｂが送信する送信フレーム３３を受信部２４が検出したことを確認する（ステップＳ４０６）ので、ステップＳ４０９に移る。次に、バックオフ処理部２５は、擬似送信スロット５３のスロット番号３とスロットカウンタのカウント番号３とを比較する（ステップＳ４０９）。スロット番号３とカウント番号３とは等しいので、媒体情報取得部２６は、衝突カウンタのカウントに１を加える（ステップＳ４１０）。以上で、第２回目の擬似バックオフ処理は終了する。そして、第２回目の擬似バックオフ処理の結果は、「衝突」となる。【００３０】
ここで、図３に示す通り、観測期間は満了していないので、第１回目の擬似バックオフ処理の終了後の動作と同様に、ステップＳ４１３からステップＳ４１４に移り、ステップＳ４１４からステップＳ４０３に移る。【００３１】
そして、上記したステップＳ４１４の待機終了のタイミングが、図３に示す第３回目の擬似バックオフ処理の試行タイミングとなる。以下に、第３回目の擬似バックオフ処理の動作について説明する。ステップＳ４０３の次に、バックオフ処理部２５は、図３に示す通り、乱数によって、ＣＷ１０３内のいずれか１つのスロットを、擬似送信フレーム４３を擬似的に送信する擬似送信スロット５４として決定する（ステップＳ４０４）。ここで、第２回目の擬似バックオフの試行結果が「衝突」であったので、正規バックオフ処理と同様に、ＣＷ１０３を構成するスロットの数は増やされる。つまり、ＣＷサイズが大きくなる。図３では、一例として、スロット番号が０〜１５の１６個のスロットに増やされるものとしている。そして、図３では、乱数によって、番号２が選択されて、ＣＷ１０３内のスロット番号２のスロットが擬似送信スロット５４として決定されている。次に、第１回目の擬似バックオフ処理の動作と同様に、ステップＳ４０５の後に、ステップＳ４０６〜ステップＳ４０８が繰り返される。そして、スロットカウンタのカウントが２となった後に、バックオフ処理部２５は、擬似送信スロット５４のスロット番号２とカウント番号２とが等しいか否かを判断する（ステップＳ４０７）。スロット番号２とカウント番号２とは等しいので、媒体情報取得部２６は、競合勝ちカウンタのカウントに１を加える（ステップＳ４１２）。以上で、第３回目の擬似バックオフ処理は終了する。そして、第３回目の擬似バックオフ処理の結果は、「競合勝ち」となる。【００３２】
そして、観測期間が満了していない場合には、ステップＳ４１４に移って第４回目の擬似バックオフ処理を行い、観測期間が満了している場合には、ステップＳ４１５に移る。ここで、第３回目の擬似バックオフの試行結果が「競合勝ち」であったので、第４回目の擬似バックオフ処理を試行する場合のＣＷサイズは、正規バックオフ処理と同様に、第１回目の擬似バックオフ処理の際のＣＷ１０１のサイズにリセットされる。【００３３】
なお、以上では、観測期間内に、端末Ａが正規バックオフ処理を行って送信フレームを送信した場合であっても、擬似バックオフ処理のみに基づいて媒体情報を取得する動作について説明した。しかし、観測期間内に、端末Ａが正規バックオフ処理を行って送信フレームを送信した場合には、この正規バックオフ処理の結果（競合勝ちの数、競合負けの数、衝突の数、バックオフ処理試行の数）を擬似バックオフ処理によって得られる各媒体情報に加算してもよい。この場合には、送信フレームの衝突の有無を検出する機構が、別途必要となる。また、端末Ａ内に２種類のフレーム（送信フレームと統計情報収集のための擬似送信フレーム）があるものとし、送信フレームを送信するための正規バックオフ処理と統計情報収集のための擬似バックオフ処理とを同時に実施してもよい。この場合、バックオフ処理部２５は、端末Ａ内に２つ備えられる必要がある。【００３４】
次に、ステップＳ４１５において、媒体状況判定部２７は、各媒体情報を媒体情報取得部２６から受け取り、この各媒体情報を用いて媒体占有状況を判定して判定情報を得る。例えば、競合勝ちカウンタ６２、衝突カウンタ６３、競合負けカウンタ６４、試行カウンタ６１のカウント値を、そのまま判定情報としてもよい。また、例えば、衝突カウンタ６３のカウント値を試行カウンタ６１のカウント値で除した衝突確率、競合勝ちカウンタ６２のカウント値を試行カウンタ６１のカウント値で除した競合成功確率、競合負けカウンタ６４のカウント値を試行カウンタ６１のカウント値で除した競合失敗確率等を導出して、これらの値を判定情報としてもよい。ここで、競合制御が完全に全端末平等に行われる条件下では、送信フレームの送信機会は全端末に均等に与えられる。従って、各端末が送信フレームを送信できる確率（競合成功確率）は、端末数の逆数になる。このことから、各端末のトラヒックが均等であるという条件下では、競合成功確率は、観測期間内に送信フレームの送信を試みた端末の数の逆数になる。この結果として、判定情報である競合成功確率は、リアルタイムな稼動端末数を判定するパラメータにできる。【００３５】
このように、媒体状況判定部２７は、媒体情報を媒体情報取得部２６から受け取り、上記した競合成功確率等の必要に応じた判定情報を取得して（ステップＳ４１５）情報格納部２８に通知する。次に、情報格納部２８は、通知された判定情報を記憶する（ステップＳ４１７）。【００３６】
以下では、ステップＳ４１５において、どのような判定情報を、どのように取得して、更に、どのように利用するかについて、具体的に説明する。【００３７】
（本発明の第１の実施形態の第１の適用例）
第１の適用例では、送信フレームを送信する正規バックオフ処理で用いるＣＷのサイズを適切に変更させることによって、各端末間での送信機会の平等性を確保しつつ、通信システム１（図１を参照）全体としてのスループットを向上させる方法について説明する。【００３８】
ここで、ＣＷサイズをその時点で稼動中の端末数に設定すると、通信システム全体としてのスループットが最大となることが、特許文献１のシミュレーション結果によって証明されている。このことから、稼動中の端末数に応じて、ＣＷサイズを逐次適切に変更することによって、通信システム全体としてのスループットを最大化できることが解る。【００３９】
また、一般に、競合分散制御システムにおいて、稼動中の端末数を逐次把握することは困難である。しかし、既に説明した通り、競合成功確率又は競合失敗確率を用いることによって、稼動中の端末数、または端末数に対応したトラヒック量の指標となる値を把握することができ、また、媒体占有状況を把握することができる。このことによって、競合成功確率が大きい場合には、送信フレームの送信を試みる通信装置が少ない（稼動中の端末数が少ない）ため、正規バックオフ処理を行う際のＣＷサイズを小さく設定することによって、通信システム全体としてのスループットが向上する。一方、競合成功確率が小さい場合には、送信フレームの送信を試みる通信装置が多い（稼動中の端末数が多い）ため、正規バックオフ処理を行う際のＣＷサイズを大きく設定することによって、送信フレームの衝突確率を減らして通信システム全体としてのスループットの向上を図ることができる。【００４０】
以下では、稼動中の端末数に応じてＣＷサイズを逐次適切に変更する方法について、具体的に説明する。図５は、バックオフ処理部２５が備えるＣＷテーブル１〜３を示す図である。ＣＷテーブル１は、一例として、従来の２進ランダムバックオフアルゴリズムに乗っ取って初期送信時のＣＷサイズを決定し、衝突を検出した場合にはＣＷサイズを大きくするシステムに用いられるＣＷテーブルを示している。また、ＣＷテーブル１は、初期送信時にはＣＷ内のスロット番号の最大値が７であるＣＷ（ＣＷ内にスロットは８つ在る；図３を参照）を用いて送信フレームの送信を試み、衝突によって送信フレームの再送が発生する毎に、ＣＷ内のスロット番号の最大値を１５、３１、６３、・・・と増加させてＣＷサイズを大きくしていくことを意味する。なお、便宜上テーブルを用いて説明するが、バックオフ処理部２５は、テーブルを保有する必要はなく、計算式を保有していればよい。そして、バックオフ処理部２５は、再送信の回数によって計算式で求まるＣＷ内のスロット番号の最大値を１つ保有するだけでよい。例えば、従来のＩＥＥＥ８０２．１１では、ＣＷ内のスロット番号の最大値を（ＣＷｍｉｎ＋１）×２ｉ  −１と定めている。但し、ＣＷｍｉｎは初期送信時のＣＷ内のスロット番号の最大値を意味し、ｉ（ｉ＞＝０）は再送信回数を意味する。そして、ＣＷテーブル２は、ＣＷテーブル１と比較してＣＷサイズが小さい値に設定されている。また、ＣＷテーブル３は、ＣＷテーブル１と比較してＣＷサイズが大きい値に設定されている。【００４１】
図６は、ステップＳ４１５において、媒体状況判定部２７が、バックオフ処理部２５で用いるＣＷテーブルを決定する判定情報を導出するフローチャートである。まず、図４に示すステップＳ４１３で観測期間の満了が確認されると、媒体状況判定部２７は、競合勝ちカウンタ６２のカウント値を試行カウンタ６１のカウント値で除算した競合成功確率を計算する（ステップＳ７０２）。次に、媒体状況判定部２７は、通信システム１固有の競合成功確率閾値Ｔｈ２とステップＳ７０２で求めた競合成功確率とを比較して、競合成功確率が競合成功確率閾値Ｔｈ２よりも大きい場合には、現在稼働中の端末が少ないと判定してステップＳ７０４に移る（ステップＳ７０３）。この場合、媒体状況判定部２７は、バックオフ処理部２５が正規バックオフ処理及び擬似バックオフ処理で使用するＣＷテーブルを図５のＣＷテーブル２とする判定情報を取得する（ステップＳ７０４）。一方、媒体状況判定部２７が、通信システム１固有の競合成功確率閾値Ｔｈ２とステップＳ７０２で求めた競合成功確率とを比較して、競合成功確率が競合成功確率閾値Ｔｈ２よりも小さい場合には、ステップＳ７０５に移る（ステップＳ７０３）。この場合、媒体状況判定部２７は、通信システム１固有の競合成功確率閾値Ｔｈ３（Ｔｈ３＜Ｔｈ２）とステップＳ７０２で求めた競合成功確率とを比較して、ステップＳ７０２で求めた競合成功確率が競合成功確率閾値Ｔｈ３よりも小さい場合には現在稼働中の端末が多いと判定して、ステップＳ７０６に移る（ステップＳ７０５）。この場合、媒体状況判定部２７は、バックオフ処理部２５が正規バックオフ処理及び擬似バックオフ処理で使用するＣＷテーブルを図５のＣＷテーブル３とする判定情報を取得する（ステップＳ７０６）。一方、媒体状況判定部２７が、通信システム１固有の競合成功確率閾値Ｔｈ３とステップＳ７０２で求めた競合成功確率とを比較して、ステップＳ７０２で求めた競合成功確率が競合成功確率閾値Ｔｈ３よりも大きい場合には、ステップＳ７０７に移る（ステップＳ７０５）。この場合、媒体状況判定部２７は、バックオフ処理部２５が正規バックオフ処理及び擬似バックオフ処理で使用するＣＷテーブルを図５のＣＷテーブル１とする判定情報を取得する（ステップＳ７０７）。このようにして、媒体状況判定部２７は、バックオフ処理部２５で用いるＣＷテーブルを決定する判定情報を取得して（図４のステップＳ４１５）、この判定情報を情報格納部２８に通知する。【００４２】
次に、情報格納部２８は、ステップＳ４１５で取得された、バックオフ処理部２５で用いるＣＷテーブルを決定する判定情報を記憶する（ステップＳ４１７）。同時に、情報格納部２８は、この判定情報を、バックオフ処理部２５に通知する。次に、バックオフ処理部２５は、この判定情報に従って、予め保持しているＣＷテーブル１〜３（図５を参照）の内のいずれかを、正規バックオフ処理及び擬似バックオフ処理に用いる。なお、通信装置２１が情報格納部２８を備えずに、媒体状況判定部２７が直接、判定情報をバックオフ処理部２５に通知してもよい。【００４３】
以上で説明した通り、通信システム１内の各端末（各通信装置２１）は、それぞれ、観測期間が満了したと判断（ステップＳ４１３）した時点で、上記したバックオフ処理部２５で用いるＣＷテーブルを決定し、正規バックオフ処理を行う際に、この決定されたＣＷテーブルを用いる。更に、各端末は、次の観測期間において擬似バックオフ処理を行う際にも、この決定されたＣＷテーブルを用いる。ここで、各端末の観測期間の長さは同じあり、これらの観測期間は、各端末が導出する競合成功確率がそれぞれ等しいとみなせる程度に、十分長い期間である。このことによって、各端末は、それぞれ等しい競合成功確率を計算し、その競合成功確率に従ってそれぞれＣＷテーブルを決定して使用する。この結果として、各端末は、同じ内容のＣＷテーブルを使用することとなる。【００４４】
ここで、図５に示す通り、ＣＷテーブル３は、ＣＷテーブル１と比較してＣＷサイズが大きい値に設定されている。このことによって、各端末がＣＷテーブル３を正規バックオフ処理に用いる場合（媒体占有率が高く、競合成功確率が低い場合）には、衝突による送信フレームの再送率が減少するので、再送信処理を繰り返す端末が減少する。この結果として、再送信処理を繰り返す端末と新規に送信を試みる端末との間で、送信機会の平等性が向上する。また、ＣＷテーブル２は、ＣＷテーブル１と比較してＣＷサイズが小さい値に設定されている。このことによって、各端末がＣＷテーブル２を正規バックオフ処理に用いる場合（媒体占有率が低く、競合成功確率が高い場合）には、バックオフ処理によって生ずる媒体アイドル状態の期間（ＣＷサイズが大きいほど増加する伝送路媒体を有効利用できない期間）が縮小されて、通信システム１全体としてのスループットが向上する。なお、図５では２進バックオフアルゴリズムを例に挙げて、再送時にはＣＷサイズが大きくなるようにしているが、前述の通り、ＣＷサイズの変更は、送信機会の平等性を損なう方向に作用するので、各テーブルがそれぞれＣＷサイズを１つのみ有して再送時にもＣＷサイズを変更しない構成としてもよい。【００４５】
このように、各通信装置２１は、それぞれが伝送路状況を判断して、自立分散的にＣＷテーブルを適切に選択する。この結果として、複数の通信装置２１は、アクセスポイント等の集中制御端末がないシステムにも適用でき、又、容易に媒体占有状況を観測し、送信機会が公平な競合分散制御を行いつつ、通信システム全体としてのスループットを向上させることができる。【００４６】
（本発明の第１の実施形態の第２の適用例）
第１の適用例では、複数のＣＷテーブル（又は計算式）を適切に用いる方法について説明したが、第２の適用例では、１つのＣＷテーブルを用いて、第１の適用例と同様の効果を得る方法の一例について説明する。図７は、バックオフ処理部２５が備えるＣＷテーブルの一例であるＣＷテーブル４を示す図である。図８は、ステップＳ４１５（図４を参照）において、媒体状況判定部２７が、ＣＷテーブル４における初期値ポインタ設定値を決定する判定情報を導出するフローチャートである。図８に示すフローチャートは、第１の適用例で説明した図６に示すフローチャートに対して、ステップＳ７０４、ステップＳ７０６及びステップＳ７０７をそれぞれステップＳ８０４、ステップＳ８０６及びステップＳ８０７に置換えたものである。なお、以下では、図６で説明したステップと同じステップについては、同じ参照符号を用いて説明を省略する。また、初期値ポインタ設定値とは、ＣＷテーブルにおいて、正規バックオフ処理及び擬似バックオフ処理に用いるＣＷサイズの最小値を示す値である。例えば、第１の適用例で説明した図５に示す、ＣＷテーブル１の初期値ポインタ設定値は７であり、ＣＷテーブル２の初期値ポインタ設定値は３であり、ＣＷテーブル３の初期値ポインタ設定値は１５である。【００４７】
図８に示すステップＳ８０４において、媒体状況判定部２７は、バックオフ処理部２５が正規バックオフ処理及び擬似バックオフ処理で使用するＣＷテーブル４の初期値ポインタ設定値を３に決定する判定情報を導出する。また、同様に、ステップＳ８０６において、媒体状況判定部２７は、ＣＷテーブル４の初期値ポインタ設定値を１５に決定する判定情報を導出する。また、同様に、ステップＳ８０７において、媒体状況判定部２７は、ＣＷテーブル４の初期値ポインタ設定値を７に決定する判定情報を導出する。このようにして、図４のステップＳ４１５において、媒体状況判定部２７は、判定情報を取得して、情報格納部２８に通知する。【００４８】
次に、情報格納部２８は、ステップＳ４１５で取得された、ＣＷテーブル４の初期値ポインタ設定値を決定する判定情報を記憶する（ステップＳ４１７）。同時に、情報格納部２８は、この判定情報を、バックオフ処理部２５に通知する。次に、バックオフ処理部２５は、この判定情報に従って、予め保持しているＣＷテーブル４に対して初期値ポインタを設定して、正規バックオフ処理及び擬似バックオフ処理を行う。【００４９】
このように、各通信装置２１が、一つのＣＷテーブルを用いて初期値ポインタ設定値を競合成功確率に応じて適切に変更することによって、複数のＣＷテーブル（又は計算式）を用いる場合（第１の適用例で説明した図５を参照）と同様の効果を得ることができる。なお、ＣＷテーブルの代りに計算式を用いてもよい。例えば、前述のＩＥＥＥ８０２．１１のＣＷサイズの計算式を用いる場合には、ＣＷｍｉｎの値を競合成功確率に応じて変更させることによって、一つの計算式を用いて複数のＣＷテーブル（又は計算式）を用いる場合（図５を参照）と同様の効果を得ることができる。【００５０】
なお、第１及び第２の適用例において、２つの閾値Ｔｈ２及びＴｈ３を求めて、３つのＣＷテーブル又は３つの初期値ポインタ設定値を用いる場合について説明したが（図５〜図８を参照）、閾値の数、ＣＷテーブルの数及び初期値ポインタ設定値の数は、これに制限されない。また、閾値の値及びＣＷテーブル内のＣＷサイズの値は、通信システム固有の値として、同一通信システム内の各通信装置が同じ値を持つ必要はあるが、これらの値に制限はない。また、図４、図６及び図８を用いて説明した動作を特定の通信装置（例えば、集中制御システムにおける親局）が代表して行って判定情報を取得し、この判定情報を、専用フレーム又は時間管理情報等を含むビーコンフレームに載せて各端末に通知することもできる。この場合、上記した擬似バックオフ処理を特定の通信装置でのみ行えばよいので、各端末の負荷を軽減する効果も得られる。【００５１】
（本発明の第１の実施形態の第３の適用例）
第３の適用例では、既に説明した、衝突カウンタ６３のカウント値を試行カウンタ６１のカウント値で除した衝突確率（判定情報）を用いて、伝送路変動算出の信頼性を向上させる方法について説明する。【００５２】
まず、伝送路変動算出について説明する。例えば、既存の電力線を通信媒体（伝送路）として用いる電力線通信システムでは、家電機器の稼動状況、電源のＯＮ／ＯＦＦ及びコンセントへの抜き差し等によって、伝送路状態が変化する。そして、無線ＬＡＮや電力線通信システム等の、送信フレームがヘッダ部及びデータ部で構成され、伝送路状態に応じてデータ部の転送速度を変更する通信システムにおいては、伝送路状態の変化を迅速に算出して送信フレームの転送速度を変更する必要がある。【００５３】
伝送路状態の変化を算出する方法として、例えば、送信側で一定期間中の再送発生率（送信フレーム数分の再送フレーム数）を観測し、この再送発生率の変化量を用いて、伝送路状態の変化を算出する方法がある。また、受信側で受信フレームのＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）を導出し、そのＳＮＲの変化量を用いて、伝送路状態の変化を算出する方法がある。【００５４】
再送発生率の変化量を用いて伝送路状態の変化を算出する方法を用いるシステムとして、例えば、送信フレームの受信の可否を示すＡＣＫフレーム及びＮＡＣＫフレームを受信側が送信側へ返信するシステムがある。このシステムでは、送信フレームが衝突した場合でも、補足効果によって送信フレームのヘッダ部を受信側が受信できる場合がある。そして、衝突した送信フレーム同士が互いに干渉して、見かけ上のノイズ成分が増加する。そして、送信速度の高速化のためにデータ部のノイズ耐性が脆弱な場合には、データ部に誤りが生じて、受信側はその旨を通知するＮＡＣＫフレームを送信側に返信することになる。ＮＡＣＫフレームを受信した送信側は、送信フレームの再送信を行うので、再送発生率は上昇する。このように、再送発生率は、伝送路状態の変化によってだけではなく送信フレームの衝突によっても変化する。特に、媒体占有率が高い伝送路状態では、送信フレームの衝突が多発し、これに起因して、再送発生率は大幅に変化（上昇）する。【００５５】
同様に、ＳＮＲの変化量を用いて伝送路状態の変化を算出する方法を用いるシステムにおいても、衝突によって送信フレームの見かけ上のノイズ成分が増加する。このことによって、ＳＮＲは、伝送路状態の変化によってだけではなく送信フレームの衝突によっても変化する。特に、媒体占有率が高い伝送路状態では、送信フレームの衝突が多発し、これに起因して、ＳＮＲは大幅に変化する。【００５６】
以上に説明した通り、再送発生率の変化及びＳＮＲの変化は、伝送路状態の変化だけではなく、送信フレームの衝突にも依存している。このことから、再送発生率の変化又はＳＮＲの変化を伝送路状態の変化とみなすと、上記した衝突による影響が考慮されないので、伝送路変動算出の信頼性は低いものとなる。【００５７】
ここで、送信フレームの受信の可否を示すＡＣＫフレーム及びＮＡＣＫフレームを受信側が送信側へ返信するシステムにおいて、一般に、送信側が、ＮＡＣＫフレームを受信した原因を、送信フレームの衝突に起因するものなのか、それとも、伝送路状態の変化に起因するものなのかを明確に判別することは困難である。これは、ＮＡＣＫフレームは、ＮＡＣＫフレーム送信の原因を示す情報を持たないからである。同様に、ＳＮＲの変化量を用いて伝送路状態の変化を算出する方法を用いるシステムにおいて、一般に、受信側が、送信フレームのＳＮＲが変化した原因を、送信フレームの衝突に起因するものなのか、それとも、伝送路状態の変化に起因するものなのかを明確に判別することは困難である。【００５８】
しかし、第３の適用例に係る通信装置２１は、衝突カウンタ６３のカウント値を試行カウンタ６１のカウント値で除した衝突確率を用いて、伝送路変動算出の信頼性を向上させることができる。なお、この衝突確率は、既に説明した通り、媒体状況判定部２７（図２を参照）がステップＳ４１５（図４を参照）において導出する判定情報である。【００５９】
以下では、一例として、送信フレームの受信の可否を示すＡＣＫフレーム及びＮＡＣＫフレームを受信側が送信側へ返信するシステムに、通信装置２１を適用する場合について説明する。送信側である通信装置２１は、伝送路状況及び衝突発生率に起因する再送発生確率に（１−衝突確率）を乗することによって、伝送路状態の変化に起因する再送発生確率を得ることができる。このことによって、通信装置２１は、伝送路状態の変化に起因する再送発生確率の変化量を得ることができるので、伝送路変動算出の信頼性を向上させることができる。ここで、衝突確率は、伝送路変動算出を実施する時点に稼動中である通信装置の影響を考慮したものであるので、伝送路変動を算出するために用いるパラメータとして信頼性がある。【００６０】
なお、伝送路状況及び衝突発生率に起因する再送発生確率を得るための観測期間の長さと、衝突確率を得るための観測期間（図３に示す、擬似バックオフ処理を行う観測期間）の長さとは、等しい必要はない。また、伝送路変動算出の開始から終了までの時間は、この２つの観測期間の長さに影響されるので、この２つの観測期間の長さは、必要に応じて決定されるのが好ましい。また、以上の説明において、各媒体情報は、擬似バックオフ処理に基づいて求めたが、伝送路変動算出に通信装置２１を用いる場合には、各媒体情報を送信フレームの送信時のみに行う正規バックオフ処理のみに基づいて求めることも可能である。【００６１】
（第２の実施形態）
図９は、本発明の第２の実施形態に係る通信装置１２１の構成例を示す図である。図９に示す通り、通信装置１２１は、送信部２３と、受信部２４と、ＣＳＭＡ／ＣＡに基づく送信タイミングの決定及びフレーム識別処理等の通信制御全般を行う通信制御部１２２とを備える。通信制御部１２２は、バックオフ処理部１２５と媒体情報取得部１２６と媒体状況判定部１２７と情報格納部２８とを備える。媒体情報取得部１２６は、フレーム長カウンタ１６１を備える。なお、送信部２３と受信部２４と情報格納部２８とは、第１の実施形態の通信装置２１を構成するものと同様であるので、同様の参照符号を付している。また、バックオフ処理部１２５、媒体情報取得部１２６、媒体状況判定部１２７、情報格納部２８を説明の便宜上区別するが、同様の機能を有すのであれば、これらをまとめた構成としてもよい。【００６２】
以下では、まず、通信装置１２１の特徴を簡単に説明した後に、通信装置１２１の動作について詳細に説明する。通信装置１２１は、第１の実施形態に係る通信装置２１とは異なり、擬似バックオフ処理を行わない。通信装置１２１は、擬似バックオフ処理を行うことによって媒体占有状況を判定するのではなく、媒体中を伝送されているフレームの長さ（以下、フレーム長という）を直接観測することによって媒体占有状況を判定する点に特徴を有する。【００６３】
図１０は、媒体中を伝送されるフレームの構成例を示す図である。図１０に示す通り、フレームは、通信システム内の全端末が復調できるヘッダ領域と、当該フレームの送信先の端末のみが復調できるユーザデータ領域とで構成される。ヘッダ領域は、送信先端末のアドレス情報と、送信元端末のアドレス情報と、フレーム長情報とを含む。ここで、フレーム長情報とは、フレームの送信時にフレームが媒体を占有する期間を示す情報であり、例えば、ＯＦＤＭシンボル数（シンボル時間は固定）である。また、フレーム長情報は、媒体をフレームが占有する期間を示す情報を算出するためのデータ量及び送信レート等の値でもよい。【００６４】
図１１は、通信装置１２１が行う媒体状況の観測について説明するための図である。図１１では、一例として、通信装置１２１である端末Ａ、Ｂ、Ｃを収容する通信システムにおける観測期間の媒体状況を示している。以下では、端末Ａの媒体占有状況の観測に着目して、説明を行う。図１１に示す通り、観測期間（一例として、２０ｍｓｅｃ．とする）には、端末Ｂから端末Ａに送信されるフレーム１７１（フレーム長＝２ｍｓｅｃ．）と、端末Ｂから端末Ｃに送信されるフレーム１７２（フレーム長＝３ｍｓｅｃ．）と、端末Ｃから端末Ａに送信されるフレーム１７３（フレーム長＝１ｍｓｅｃ．）と、端末Ｃから端末Ｂに送信されるフレーム１７４（フレーム長＝４ｍｓｅｃ．）と、端末Ａから端末Ｃに送信されるフレーム１７５（フレーム長＝２ｍｓｅｃ．）とが媒体中を送信されるとする。この場合、端末Ａは、観測期間における、端末Ａ自身が送信したフレーム１７５を除く全てのフレームのフレーム長を合計する。そして、端末Ａは、このフレーム長の合計が観測期間に占める割合を計算する。具体的には、端末Ａは、（２ｍｓｅｃ．＋３ｍｓｅｃ．＋１ｍｓｅｃ．＋４ｍｓｅｃ．）／２０ｍｓｅｃ．＝０．５という計算をし、媒体占有率５０％という結果を得る。【００６５】
図１２は、通信装置１２１が媒体占有状況を観測して判定情報を取得するフローチャートである。以下では、図９〜図１２を参照して、通信装置１２１の動作についてより詳細に説明する。観測期間が開始されると（ステップＳ９０１）、媒体情報取得部１２６（図９を参照）は、フレーム長カウンタ１６１の値を０にする（ステップＳ９０２）。次に、受信部２４は、フレーム１７１（図１１を参照）を受信し（ステップＳ９０３）、図１０に示すヘッダ領域のフレーム長情報を復調して取得し（ステップＳ９０４）、媒体情報取得部１２６に通知する。媒体情報取得部１２６は、通知されたフレーム１７１のフレーム長情報である２ｍｓｅｃ．（図１１を参照）をフレーム長カウンタ１６１に加算する（ステップＳ９０５）。次に、媒体情報取得部１２６は、観測期間が満了したか否かを判断する（ステップＳ９０６）。観測期間は満了していないので、ステップＳ９０３に戻る。以下、同様に、通信装置１２１は、ステップＳ９０３からステップＳ９０６までを繰り返して、フレーム長カウンタ１６１には、フレーム１７２のフレーム長である３ｍｓｅｃ．と、フレーム１７３のフレーム長である１ｍｓｅｃ．と、フレーム１７４のフレーム長である４ｍｓｅｃ．とが加算されて、フレーム長カウンタ１６１のカウンタは１０ｍｓｅｃ．となる。ここで、フレーム１７５は、端末Ａ自身が送信したフレームであるので、媒体情報取得部１２６は、フレーム長カウンタ１６１にフレーム１７５のフレーム長をカウントしない。次に、媒体情報取得部１２６は、観測期間が満了したことを判断し（ステップＳ９０６）、フレーム長カウンタ１６１のカウンタの値１０ｍｓｅｃ．を媒体状況判定部１２７に通知する。媒体状況判定部１２７は、通知された１０ｍｓｅｃ．を観測期間２０ｍｓｅｃ．で割った媒体占有率０．５（５０％）から、以下に説明する判定情報を取得する（ステップＳ９０７）。【００６６】
図１３は、図１２のステップＳ９０７において、媒体状況判定部１２７が、バックオフ処理部１２５で用いるＣＷテーブルを決定する判定情報を導出するフローチャートである。ここで図１３のフローチャートは、第１の実施形態で説明した図６に示すフローチャートに対して、ステップＳ７０２をステップＳ９１０に置換え、ステップＳ７０３をステップＳ９１１に置換え、ステップＳ７０５をステップＳ９１２に置換えたものである。なお、図１３のフローチャートにおいて、図６のフローチャートのステップと同様のステップについては、同様の参照符号を付している。【００６７】
図１２に示すステップＳ９０６で観測期間の満了が確認されると、媒体状況判定部１２７は、フレーム長カウンタ１６１のカウント値１０ｍｓｅｃ．を観測期間２０ｍｓｅｃ．で除算した媒体占有率０．５（５０％）を計算する（ステップＳ９１０）。次に、媒体状況判定部１２７は、所定の媒体占有率閾値Ｔｈ４とステップＳ９１０で求めた媒体占有率０．５とを比較して、媒体占有率０．５が媒体占有率閾値Ｔｈ４よりも小さい場合には、媒体占有率が小さいと判定してステップＳ７０４に移る（ステップＳ９１１）。この場合、媒体状況判定部１２７は、バックオフ処理部１２５が正規バックオフ処理で使用するＣＷテーブルを第１の実施形態で説明した図５のＣＷテーブル２とする判定情報を取得する（ステップＳ７０４）。一方、媒体状況判定部１２７が、媒体占有率閾値Ｔｈ４と媒体占有率０．５とを比較して、媒体占有率０．５が媒体占有率閾値Ｔｈ４よりも大きい場合には、ステップＳ９１２に移る（ステップＳ９１１）。この場合、媒体状況判定部１２７は、所定の媒体占有率閾値Ｔｈ５（Ｔｈ４＜Ｔｈ５）と媒体占有率０．５とを比較して、媒体占有率０．５が媒体占有率閾値Ｔｈ５よりも大きい場合には媒体占有率が高いと判定して、ステップＳ７０６に移る（ステップＳ９１２）。この場合、媒体状況判定部１２７は、バックオフ処理部１２５が正規バックオフ処理で使用するＣＷテーブルを図５のＣＷテーブル３とする判定情報を取得する（ステップＳ７０６）。一方、媒体状況判定部１２７が、媒体占有率閾値Ｔｈ５と媒体占有率０．５とを比較して、媒体占有率０．５が媒体占有率閾値Ｔｈ５よりも小さい場合には、ステップＳ７０７に移る（ステップＳ９１２）。この場合、媒体状況判定部１２７は、バックオフ処理部１２５が正規バックオフ処理で使用するＣＷテーブルを図５のＣＷテーブル１とする判定情報を取得する（ステップＳ７０７）。このようにして、媒体状況判定部１２７は、バックオフ処理部１２５で用いるＣＷテーブルを決定する判定情報を取得して（図１２のステップＳ９０７）、この判定情報を情報格納部２８に通知する。【００６８】
次に、情報格納部２８は、ステップＳ９０７で取得された判定情報を記憶する（図１２のステップＳ９０８）。同時に、情報格納部２８は、この判定情報を、バックオフ処理部１２５に通知する。次に、バックオフ処理部１２５は、この判定情報に従って、予め保持しているＣＷテーブル１〜３（図５を参照）の内のいずれかを、正規バックオフ処理に用いる。なお、通信装置１２１が情報格納部２８を備えずに、媒体状況判定部２７が直接、判定情報をバックオフ処理部１２５に通知してもよい。【００６９】
以上で説明した通り、通信システム内の各端末（各通信装置１２１）は、それぞれ、観測期間が満了したと判断（ステップＳ９０６）した時点で、上記したバックオフ処理部１２５が正規バックオフ処理を行う際に用いるＣＷテーブルを決定する。【００７０】
ここで、既に説明した通り、各端末（各通信装置１２１）は、自身が送信したフレーム（図１１のフレーム１７５を参照）のフレーム長をフレーム長カウンタ１６１にカウントしない。このことによって、自身が送信するフレームで媒体をより多く占有している端末は、他の端末より小さいサイズのＣＷから成るＣＷテーブルを用いることとなる。具体的には、観測期間に多量のデータを送信している端末は、媒体占有率が小さいと判断して、例えば、図５のＣＷテーブル２を用いることとなる。一方で、観測期間にデータを送信していない又は少量のデータを送信している端末は、媒体占有率が大きいと判断して、例えば、図５のＣＷテーブル３を用いることとなる。すなわち、データを多量に送信している端末の送信機会は増加し、一方で、データを送信していない又は少量送信する端末の送信機会は減少する。この結果として、多量にデータを送信する端末は、優先的にデータを送信できることとなる。【００７１】
ここで、図５に示す各ＣＷテーブルは、第１の実施形態で説明した通りの特徴を有する。このことによって、第２の実施形態によれば、各端末間で送信機会の平等性を向上させつつ、例外的に、送信するデータが多量な端末の送信機会を増加させることができる。この結果として、第２の実施形態によれば、通信システム全体としてのスループットを向上させることができる。また、第２の実施形態に係る通信装置１２１は、媒体中のフレーム長を直接観察して伝送路状況を判断することで、自立分散的にＣＷテーブルを適切に選択する。この結果として、通信装置１２１は、第１の実施形態に係る通信装置２１とは異なり擬似バックオフ処理を行わないので、内部処理を大幅に低減することができ、装置構成を簡略なものにできる。【００７２】
なお、第１の実施形態の第２の適用例で説明した様に、複数のＣＷテーブル（又は計算式）の代わりに、１つのＣＷテーブルを用いてもよい（図７及び図８を参照）。図１４は、図７に示すＣＷテーブル４を用いる場合において、判定情報を導出するフローチャートである。図１４のフローチャートは、図１３のフローチャートに対して、ステップＳ７０７をステップＳ８０７に置換え、ステップＳ７０６をステップＳ８０６に置換え、ステップＳ７０４をステップＳ８０４に置換えたものである。ここで、ステップＳ８０７、ステップＳ８０６、ステップＳ８０４は、第１の実施形態の第２の適用例で図７及び図８を用いて説明したステップと同様であるので、説明は省略する。【００７３】
（第３の実施形態）
図１５は、本発明の第３の実施形態に係る通信装置２２１の構成例を示す図である。図１５に示す通り、通信装置２２１は、送信部２３と、受信部２４と、ＣＳＭＡ／ＣＡに基づく送信タイミングの決定及びフレーム識別処理等の通信制御全般を行う通信制御部２２２とを備える。通信制御部２２２は、バックオフ処理部１２５と媒体情報取得部２２６と媒体状況判定部２２７と情報格納部２８とを備える。媒体情報取得部２２６は、送信元アドレス管理テーブル２６１を備える。なお、送信部２３と受信部２４と情報格納部２８とバックオフ処理部１２５とは、第２の実施形態の通信装置１２１を構成するものと同様であるので、同様の参照符号を付している。また、バックオフ処理部１２５、媒体情報取得部２２６、媒体状況判定部２２７、情報格納部２８を説明の便宜上区別するが、同様の機能を有すのであれば、これらをまとめた構成としてもよい。【００７４】
以下では、まず、通信装置２２１の特徴を簡単に説明した後に、通信装置２２１の動作について詳細に説明する。通信装置２２１は、第１の実施形態に係る通信装置２１とは異なり、擬似バックオフ処理を行わない。通信装置１２１は、擬似バックオフ処理を行うことによって媒体占有状況を判定するのではなく、媒体中を伝送されているフレームの送信元アドレスを観測することによって媒体占有状況を判定する点に特徴を有する。【００７５】
図１６は、通信装置２２１が媒体状況を観測して判定情報を取得するフローチャートである。以下では、第２の実施形態で用いた図１０及び図１１と、図１５及び図１６とを参照して、通信装置２２１の動作についてより詳細に説明する。なお、以下では、端末Ａの動作に着目して説明を行う。また、既に説明した通り、媒体中を伝送されるフレームのヘッダ領域の送信元アドレス情報は、通信システム内の全端末が復調でる（図１０を参照）。【００７６】
観測期間が開始されると（ステップＳ９２１）、媒体情報取得部２２６（図１５を参照）は、送信元アドレス管理テーブル２６１の情報を全て削除する（ステップＳ９２２）。次に、受信部２４は、フレーム１７１（図１１を参照）を受信し（ステップＳ９２３）、図１０に示すヘッダ領域の送信元アドレス情報を復調して取得し（ステップＳ９２４）、媒体情報取得部２２６に通知する。媒体情報取得部２２６は、通知されたフレーム１７１の送信元アドレス情報である端末Ｂのアドレス（図１１を参照）を送信元アドレス管理テーブルから検索する（ステップＳ９２５）。次に、媒体情報取得部２２６は、送信元アドレス管理テーブル２６１に端末Ｂのアドレスが登録されているか否かを判断する（ステップＳ９２６）。端末Ｂのアドレスが登録されている場合には、ステップＳ９２８へ移る。端末Ｂのアドレスが登録されていない場合にはステップＳ９２７へ移り、媒体情報取得部２２６は、送信元アドレス管理テーブル２６１に端末Ｂのアドレスを登録する（ステップＳ９２７）。次に、媒体情報取得部２２６は、観測期間が満了したか否かを判断する（ステップＳ９２８）。観測期間は満了していないので、ステップＳ９２３に戻る。以下、同様に、通信装置２２１は、ステップＳ９２３からステップＳ９２８までを繰り返して、送信元アドレス管理テーブル２６１には、端末Ｂ、端末Ｃ及び端末Ａのアドレスが登録される。ここで、着目する端末Ａ自身のアドレスも登録される。次に、媒体情報取得部２２６は、観測期間が満了したことを判断し（ステップＳ９２８）、送信元アドレス管理テーブル２６１に登録された送信元アドレス数（３つ）を媒体状況判定部２２７に通知する。媒体状況判定部２２７は、通知された送信元アドレス数から、以下に説明する判定情報を取得する（ステップＳ９２９）。ここで、送信元アドレス管理テーブル２６１に登録された送信元アドレス数（３つ）は、稼働期間における稼働端末数（３つ）を示す。【００７７】
図１７は、図１６のステップＳ９２９において、媒体状況判定部２２７が、バックオフ処理部１２５で用いるＣＷテーブルを決定する判定情報を導出するフローチャートである。ここで図１７のフローチャートは、第１の実施形態で説明した図６に示すフローチャートに対して、ステップＳ７０２を削除し、ステップＳ７０３をステップＳ９４１に置換え、ステップＳ７０５をステップＳ９４２に置換えたものである。なお、図１７のフローチャートにおいて、図６のフローチャートのステップと同様のステップについては、同様の参照符号を付している。【００７８】
図１６に示すステップＳ９２８で観測期間の満了が確認されると、媒体状況判定部２２７は、所定の稼働端末数閾値Ｔｈ６と稼働端末数（３つ）とを比較して、稼働端末数（３つ）が稼働端末数閾値Ｔｈ６よりも小さい場合には、現在稼働している端末は少ないと判定してステップＳ７０４に移る（ステップＳ９４１）。この場合、媒体状況判定部２２７は、バックオフ処理部１２５が正規バックオフ処理で使用するＣＷテーブルを第１の実施形態で説明した図５のＣＷテーブル２とする媒体状況判定情報を取得する（ステップＳ７０４）。一方、媒体状況判定部２２７が、稼働端末数閾値Ｔｈ６と稼働端末数（３つ）とを比較して、稼働端末数（３つ）が稼働端末数閾値Ｔｈ６よりも大きい場合には、ステップＳ９４２に移る（ステップＳ９４１）。この場合、媒体状況判定部２２７は、所定の稼働端末数閾値Ｔｈ７（Ｔｈ６＜Ｔｈ７）と稼働端末数（３つ）とを比較して、稼働端末数（３つ）が稼働端末数閾値Ｔｈ７よりも大きい場合には現在稼働している端末は多いと判定して、ステップＳ７０６に移る（ステップＳ９４２）。この場合、媒体状況判定部２２７は、バックオフ処理部１２５が正規バックオフ処理で使用するＣＷテーブルを図５のＣＷテーブル３とする判定情報を取得する（ステップＳ７０６）。一方、媒体状況判定部２２７が、稼働端末数閾値Ｔｈ７と稼働端末数（３つ）とを比較して、稼働端末数（３つ）が稼働端末数閾値Ｔｈ７よりも小さい場合には、ステップＳ７０７に移る（ステップＳ９４２）。この場合、媒体状況判定部２２７は、バックオフ処理部１２５が正規バックオフ処理で使用するＣＷテーブルを図５のＣＷテーブル１とする判定情報を取得する（ステップＳ７０７）。このようにして、媒体状況判定部２２７は、バックオフ処理部１２５で用いるＣＷテーブルを決定する判定情報を取得して（図１６のステップＳ９２９）、この判定情報を情報格納部２８に通知する。【００７９】
次に、情報格納部２８は、ステップＳ９２９で取得された判定情報を記憶する（図１６のステップＳ９３０）。同時に、情報格納部２８は、この判定情報を、バックオフ処理部１２５に通知する。次に、バックオフ処理部１２５は、この判定情報に従って、予め保持しているＣＷテーブル１〜３（図５を参照）の内のいずれかを、正規バックオフ処理に用いる。なお、通信装置２２１が情報格納部２８を備えずに、媒体状況判定部２２７が直接、判定情報をバックオフ処理部１２５に通知してもよい。【００８０】
以上で説明した通り、通信システム内の各端末（各通信装置２２１）は、それぞれ、観測期間が満了したと判断（ステップＳ９２８）した時点で、上記したバックオフ処理部１２５が正規バックオフ処理を行う際に用いるＣＷテーブルを決定する。ここで、各端末の観測期間の長さは等しく、また、十分に長いことが望ましい。このことによって、各端末は、それぞれ同程度の稼働端末数を算出し、その稼働端末数に従ってそれぞれＣＷテーブルを決定して使用する。この結果として、各端末は、基本的に同じ内容のＣＷテーブルを使用することとなる。【００８１】
ここで、図５に示す各ＣＷテーブルは、第１の実施形態で説明した通りの特徴を有する。このことによって、第１の実施形態で説明した通り、各端末間で送信機会の平等性が向上し、また、通信システム全体としてのスループットが向上する。【００８２】
以上に説明した通り、第３の実施形態に係る通信装置２２１は、媒体中のフレームから送信元アドレスを取得して媒体占有状況を判断することで、自立分散的にＣＷテーブルを適切に選択する。この結果として、通信装置２２１は、第１の実施形態に係る通信装置２１と同様の効果を得ることができる。更に、通信装置２２１は、第１の実施形態に係る通信装置２１とは異なり擬似バックオフ処理を行わないので、内部処理を大幅に低減することができ、装置構成を簡略なものにできる。【００８３】
なお、第１の実施形態の第２の適用例で説明した様に、複数のＣＷテーブル（又は計算式）の代わりに、１つのＣＷテーブルを用いてもよい（図７及び図８を参照）。図１８は、図７に示すＣＷテーブル４を用いる場合において、判定情報を導出するフローチャートである。図１８のフローチャートは、図１７のフローチャートに対して、ステップＳ７０７をステップＳ８０７に置換え、ステップＳ７０６をステップＳ８０６に置換え、ステップＳ７０４をステップＳ８０４に置換えたものである。ここで、ステップＳ８０７、ステップＳ８０６、ステップＳ８０４は、第１の実施形態の第２の適用例で図７及び図８を用いて説明したステップと同様であるので、説明は省略する。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明は、バックオフ制御によって送信フレームの衝突を回避するアクセス方式を採用する通信装置等に利用可能であり、特に、競合分散制御システムにおいて、通信装置間の送信機会の公平性を保ちつつシステム全体のスループットを向上させたい場合等に有用である。
【図１】
2008010387.tif 000003
【図２】
2008010387.tif 000004
【図３】
2008010387.tif 000005
【図４】
2008010387.tif 000006
【図５】
2008010387.tif 000007
【図６】
2008010387.tif 000008
【図７】
2008010387.tif 000009
【図８】
2008010387.tif 000010
【図９】
2008010387.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2008010387.tif 000013
【図１２】
2008010387.tif 000014
【図１３】
2008010387.tif 000015
【図１４】
2008010387.tif 000016
【図１５】
2008010387.tif 000017
【図１６】
2008010387.tif 000018
【図１７】
2008010387.tif 000019
【図１８】
2008010387.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成20年12月18日(2008.12.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一の通信システム内の通信装置が送信する送信フレームが伝送路媒体中で衝突することをバックオフ処理を用いて回避する通信装置であって、
コンテンションウインドウを用いて、送信フレーム送信時に行う正規のバックオフ処理と前記送信フレームを送信しない時に擬似的に行う擬似バックオフ処理とを行うバックオフ処理部と、
前記擬似バックオフ処理によって、前記送信フレームを送信しない時の前記伝送路媒体の状況を示す媒体情報を求める媒体情報取得部と、
前記媒体情報を用いて前記伝送路媒体の状況を判定して判定情報を導出する媒体状況判定部とを備える、通信装置。
【請求項２】
前記媒体情報は、前記擬似バックオフ処理の試行回数値と、擬似的な送信フレームを送信できなかった回数を示す競合負け回数値と、前記擬似的な送信フレームを送信できた回数を示す競合勝ち回数値と、前記擬似的な送信フレームと前記送信フレームとが前記伝送路媒体中で衝突した回数を示す衝突回数値の内の少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記判定情報は、前記競合勝ち回数値を前記試行回数値で除した競合成功確率又は前記競合負け回数値を前記試行回数値で除した競合失敗確率に応じて選択されるコンテンションウインドウテーブル又は計算式を示す情報であり、
前記コンテンションウインドウのサイズは、選択された前記コンテンションウインドウテーブル又は前記計算式によって定まることを特徴とする、請求項２に記載の通信装置。
【請求項４】
前記判定情報は、前記競合勝ち回数値を前記試行回数値で除した競合成功確率又は前記競合負け回数値を前記試行回数値で除した競合失敗確率に応じて選択される、前記コンテンションウインドウのサイズの初期値であることを特徴とする、請求項２に記載の通信装置。
【請求項５】
前記判定情報を、前記通信システム内の他の通信装置に通知することを特徴とする、請求項３又は４に記載の通信装置。
【請求項６】
前記判定情報は、前記衝突回数値を前記試行回数値で除した衝突確率であり、
前記送信フレームの再送信発生率に１から前記衝突確率を差し引いた値を乗することで取得する、伝送路状態の変化に起因する再送信発生率の変化量を用いて、伝送路変動算出を行うことを特徴とする、請求項２に記載の通信装置。
【請求項７】
同一の通信システム内の通信装置が送信する送信フレームが伝送路媒体中で衝突することをバックオフ処理を用いて回避する通信方法であって、
コンテンションウインドウを用いて、送信フレーム送信時に行う正規のバックオフ処理と前記送信フレームを送信しない時に擬似的に行う擬似バックオフ処理とを行うステップと、
前記擬似バックオフ処理によって、前記送信フレームを送信しない時の前記伝送路媒体の状況を示す媒体情報を取得するステップと、
前記媒体情報を用いて前記伝送路媒体の状況を判定して判定情報を導出するステップとを備える、通信方法。
【請求項８】
同一の通信システム内の通信装置が送信する送信フレームが伝送路媒体中で衝突することをバックオフ処理を用いて回避する通信装置に用いられるプログラムであって、
コンテンションウインドウを用いて、送信フレーム送信時に行う正規のバックオフ
処理と前記送信フレームを送信しない時に擬似的に行う擬似バックオフ処理とを行うステップと、
前記擬似バックオフ処理によって、前記送信フレームを送信しない時の前記伝送路媒体の状況を示す媒体情報を取得するステップと、
前記媒体情報を用いて前記伝送路媒体の状況を判定して判定情報を導出するステップとを前記通信装置に実行させる、プログラム。
【請求項９】
同一の通信システム内の通信装置が送信する送信フレームが伝送路媒体中で衝突することをバックオフ処理を用いて回避する通信装置に用いられるプログラムを記録した記録媒体であって、
コンテンションウインドウを用いて、送信フレーム送信時に行う正規のバックオフ処理と前記送信フレームを送信しない時に擬似的に行う擬似バックオフ処理とを行うステップと、
前記擬似バックオフ処理によって、前記送信フレームを送信しない時の前記伝送路媒体の状況を示す媒体情報を取得するステップと、
前記媒体情報を用いて前記伝送路媒体の状況を判定して判定情報を導出するステップとを前記通信装置に実行させるプログラムを記録した、記録媒体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、共通の伝送路媒体を用いて複数の端末が競合してパケット通信を行う通信システムを構成する通信装置に関し、より特定的には、バックオフ制御によって衝突を回避するアクセス方式を採用する通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
バックオフ（Ｂａｃｋ  ｏｆｆ）制御を用いて送信データの衝突を回避する競合制御を行う従来技術としては、無線ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）の標準規格であるＩＥＥＥ８０２．１１で使用されるＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ／Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ  Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）がある。この従来技術は、データ送信を行う端末等が、伝送路媒体が送信データフレーム（以下、送信フレームという）で占有されていない状態（以下、アイドル状態という）を検知した場合には、すぐにはデータ送信をせず、コンテンションウインドウ（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ  Ｗｉｎｄｏｗ、以下、ＣＷという）で規定された競合区間において、ＣＷ内のスロット（Ｓｌｏｔ）数を最大値とする乱数を用いて送信タイミングを決定するバックオフ制御を利用した技術である。
【０００３】
具体的には、データ送信を行う端末が、送信タイミングまでに、送信フレームが伝送路媒体を占有している状態（以下、占有状態という）であることを検出した場合には、その送信フレームの送信が完了するまで、データ送信を行う端末は送信フレームの送信を待機する。一方で、データ送信を行う端末が、送信タイミングまでに、伝送路媒体が占有状態であることを検出しない場合には、この送信タイミングで送信フレームを送信する。そして、データ送信を行う端末は、送信フレームを送信した後に応答フレーム（ＡＣＫフレーム）を検出しない場合には、送信フレームの衝突が発生したと判断し、再送信処理を行う。この場合に、データ送信を行う端末は、ＣＷ内のスロット数を増やしてＣＷのサイズを大きく設定すること（２進ランダムバックオフアルゴリズム）によって再衝突の確率を小さくする。
【０００４】
ここで、一般に、全ての端末は、公平にデータ送信を行う機会を得ることを要求される。しかし、上記した従来技術では、伝送路媒体が高トラヒック（混雑状態）であることによって送信フレームの衝突が多発するときには、新規に送信要求を行う端末は他の端末よりも高確率で送信フレームを送信できるという不公平が生じる（キャプチャ効果として知られている）。これは、送信フレームの再送信が繰り返された端末のＣＷサイズは大きく設定されているのに対して、新規に送信要求を行う端末のＣＷサイズは小さいことが原因である。また、各端末のＣＷサイズの増加に伴って、各端末の送信までの待機時間が急増し、各端末のスループットの低下が生じる。
【０００５】
上記した問題は、各端末が、各端末のＣＷサイズを、それぞれ送信を試みた結果のみに従って設定することに起因している。つまり、上記した問題は、伝送路媒体の送信フレームによる占有の状況（以下、媒体占有状況という）をシステム全体で考慮して、衝突回避を行っていないことに起因している。
【０００６】
上記した問題に対して、アクセスポイントが、媒体占有状況及び端末内の統計情報等を元にＣＷサイズを動的に更新してシステム内の各端末に通知することによって、効率よく衝突を回避する手段が開示されている（特許文献１及び特許文献２）。特許文献１では、アクセスポイントが稼動中のユーザ数（端末数）の予測値を求め、稼動中のユーザ数に応じたＣＷサイズを各端末に通知し、更に、送信フレームの衝突が発生した場合には、その
衝突数を考慮したＣＷサイズを各端末に通知することによって衝突回避を行っている。また、特許文献２では、アクセスポイントのトラヒックが相対的に他の端末のトラヒックと比較して多いことから、アクセスポイントが自身のバッファ残存パケット量を監視し、自身のバッファ残存パケット量が増加した場合には、各端末のＣＷサイズを大きくすることで、アクセスポイントのパケットを処理し易くしている。
【特許文献１】特開２００２−３７４２６４号公報
【特許文献２】特許第３６９４８４４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に示す従来の構成では、アクセスポイントで衝突を検出することが前提となっているので、アクセスポイントで衝突を検出することが困難なシステム及びアクセスポイント等の集中制御端末がないシステムには適用できないという問題がある。更に、アクセスポイントで衝突を検出できるシステムであっても、衝突検出のための冗長回路等を備える必要があるという問題がある。
【０００８】
また、特許文献２に示す従来の構成では、アクセスポイントと各端末との間で競合制御における送信機会の公平性が保てないので、送信機会の公平性を求めるシステムには適用できないという問題がある。更に、アクセスポイント等の集中制御端末がないシステムに適用した場合には、端末同士が互いに相手端末のＣＷサイズを大きくすることによって、システム全体のスループットが大幅に低下するという問題がある。
【０００９】
それ故に、本発明の目的は、アクセスポイント等の集中制御端末がないシステムにも適用でき、又、容易に媒体占有状況を観測することによって、送信機会が公平な競合分散制御を行いつつ、通信システム全体としてのスループットを向上させる通信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、同一の通信システム内の通信装置が送信する送信フレームが伝送路媒体中で衝突することをバックオフ処理を用いて回避する通信装置に向けられている。そして、上記目的を達成させるために、本発明の通信装置は、コンテンションウインドウを用いて、送信フレーム送信時に行う正規のバックオフ処理と送信フレームを送信しない時に擬似的に行う擬似バックオフ処理とを行うバックオフ処理部と、擬似バックオフ処理によって、送信フレームを送信しない時の伝送路媒体の状況を示す媒体情報を求める媒体情報取得部と、媒体情報を用いて伝送路媒体の状況を判定して判定情報を導出する媒体状況判定部とを備える。
【００１１】
また、好ましくは、媒体情報は、擬似バックオフ処理の試行回数値と、擬似的な送信フレームを送信できなかった回数を示す競合負け回数値と、擬似的な送信フレームを送信できた回数を示す競合勝ち回数値と、擬似的な送信フレームと送信フレームとが伝送路媒体中で衝突した回数を示す衝突回数値の内の少なくとも１つを含む。
【００１２】
また、好ましくは、判定情報は、競合勝ち回数値を試行回数値で除した競合成功確率又は競合負け回数値を試行回数値で除した競合失敗確率に応じて選択されるコンテンションウインドウテーブル又は計算式を示す情報であり、コンテンションウインドウのサイズは、選択されたコンテンションウインドウテーブル又は計算式によって定まる。
【００１３】
また、好ましくは、判定情報は、競合勝ち回数値を試行回数値で除した競合成功確率又は競合負け回数値を試行回数値で除した競合失敗確率に応じて選択される、コンテンションウインドウのサイズの初期値である。
【００１４】
また、本発明の通信装置は、判定情報を、通信システム内の他の通信装置に通知してもよい。
【００１５】
また、判定情報は、衝突回数値を試行回数値で除した衝突確率であり、本発明の通信装置は、送信フレームの再送信発生率に１から衝突確率を差し引いた値を乗することで取得する、伝送路状態の変化に起因する再送信発生率の変化量を用いて、伝送路変動算出を行ってもよい。
【００１６】
また、本発明は、同一の通信システム内の通信装置が送信する送信フレームが伝送路媒体中で衝突することをバックオフ処理を用いて回避する通信方法にも向けられている。そして、上記目的を達成させるために、本発明の通信方法は、コンテンションウインドウを用いて、送信フレーム送信時に行う正規のバックオフ処理と送信フレームを送信しない時に擬似的に行う擬似バックオフ処理とを行うステップと、擬似バックオフ処理によって、送信フレームを送信しない時の伝送路媒体の状況を示す媒体情報を取得するステップと、媒体情報を用いて伝送路媒体の状況を判定して判定情報を導出するステップとを備える。
【００１７】
また、本発明は、同一の通信システム内の通信装置が送信する送信フレームが伝送路媒体中で衝突することをバックオフ処理を用いて回避する通信装置に用いられるプログラムにも向けられている。そして、上記目的を達成させるために、本発明のプログラムは、コンテンションウインドウを用いて、送信フレーム送信時に行う正規のバックオフ処理と送信フレームを送信しない時に擬似的に行う擬似バックオフ処理とを行うステップと、擬似バックオフ処理によって、送信フレームを送信しない時の伝送路媒体の状況を示す媒体情報を取得するステップと、媒体情報を用いて伝送路媒体の状況を判定して判定情報を導出するステップとを通信装置に実行させる。
【００１８】
また、本発明は、同一の通信システム内の通信装置が送信する送信フレームが伝送路媒体中で衝突することをバックオフ処理を用いて回避する通信装置に用いられるプログラムを記録した記録媒体にも向けられている。そして、上記目的を達成させるために、本発明の記録媒体は、コンテンションウインドウを用いて、送信フレーム送信時に行う正規のバックオフ処理と送信フレームを送信しない時に擬似的に行う擬似バックオフ処理とを行うステップと、擬似バックオフ処理によって、送信フレームを送信しない時の伝送路媒体の状況を示す媒体情報を取得するステップと、媒体情報を用いて伝送路媒体の状況を判定して判定情報を導出するステップとを通信装置に実行させるプログラムを記録する。
【発明の効果】
【００１９】
上記のように、本発明の通信装置によれば、アクセスポイント等の集中制御端末を設けることなく、競合制御を行う従来の装置に簡易な構成を付加するだけで、容易に、媒体占有状況を観測することが可能となる。このことによって、媒体占有状況に応じた適切なＣＷサイズの設定ができ、また、伝送路状況の変動算出等が可能となる。この結果として、本発明の通信装置によれば、競合分散制御システムにおいて、通信装置間の送信機会の公平性を保ちつつシステム全体のスループット向上等を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る通信装置を複数収容する通信システムの構成の一例である、通信システム１を示す図である。図１に示す、通信システム１内の通信装置（端末Ａ、端末Ｂ、端末Ｃ、端末Ｄ）は、ＣＳＭＡ／ＣＡを用いた自律分散制御によって、それぞれ送信フレームを送信する。そして、図１は、通信システム１内に端末が４台存在し、端末Ｂから端末Ａへの送信フレームの送信と、端末Ｃから端末Ｂ及び端末Ｄへの送信フレームの送信とが行われる状態を示している。また、このときに用いられる衝突回避手段は、従来のバックオフ処理（以下、正規バックオフ処理という）に基づくものとする。なお、通信システム１内の通信装置の数に制限はない。
【００２１】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る通信装置２１の構成例を示す図である。図２に示す通り、通信装置２１は、送信フレームの変調（例えば、ＯＦＤＭ変調）及び必要に応じて誤り訂正符号化処理等を行う送信部２３と、受信フレームの検出・復調及び必要に応じて誤り訂正処理を行う受信部２４と、ＣＳＭＡ／ＣＡに基づく送信タイミングの決定及びフレーム識別処理等の通信制御全般を行う通信制御部２２とを備える。通信制御部２２は、バックオフ処理部２５と媒体情報取得部２６と媒体状況判定部２７と情報格納部２８とを備える。媒体情報取得部２６は、試行カウンタ６１と競合勝ちカウンタ６２と衝突カウンタ６３と競合負けカウンタ６４とを備える。なお、バックオフ処理部２５、媒体情報取得部２６、媒体状況判定部２７、情報格納部２８を説明の便宜上区別するが、同様の機能を有すのであれば、これらをまとめた構成としてもよい。
【００２２】
以下では、まず、本発明の第１の実施形態に係る通信装置２１の特徴を簡単に説明した後に、通信装置２１の動作について詳細に説明する。通信装置２１は、従来の通信装置が行う送信フレーム送信時にのみ行う正規バックオフ処理に加えて、送信フレームを送信しない時にも擬似的な送信フレーム（以下、擬似送信フレームという）を送信すると仮定して（即ち、実際にフレームを送信するわけではない）、擬似的なバックオフ処理（以下、擬似バックオフ処理という）を行うことに特徴を有する。また、擬似バックオフ処理に用いるバックオフアルゴリズムとして、正規バックオフ処理に用いるバックオフアルゴリズムをそのまま用いることができることに特徴を有する。そして、通信装置２１は、擬似バックオフ処理を行うことによって、媒体占有状況を観測して、この観測結果に基づいて通信装置２１自身のＣＷサイズを変更等することに特徴を有する。
【００２３】
次に、通信装置２１の動作について詳細に説明する。図３は、擬似バックオフ処理を説明するための図である。図３において、説明の便宜のために、通信システム１内の端末である通信装置２１を、端末Ａ、端末Ｂ及び端末Ｃの３台とする（図１を参照）。また、説明の便宜のために、端末Ａの擬似バックオフ処理に着目して説明し、端末Ａは送信フレームを送信しないものとして説明する。そして、図３に示す通り、媒体占有状況の観測開始後の第１回目の擬似バックオフ処理の際のＣＷがＣＷ１０１であり、第２回目の擬似バックオフ処理の際のＣＷがＣＷ１０２であり、第３回目の擬似バックオフ処理の際のＣＷがＣＷ１０３である。ＣＷは、複数のスロットにより構成され、各スロットには０から始まるスロット番号が順番に付される。また、図３では、端末Ｂが送信フレーム３１及び３３を送信し、端末Ｃが送信フレーム３２及び３４を送信する場合を示している。そして、端末Ａは、実際には送信しない擬似送信フレーム４１〜４３を擬似的に送信するとして擬似バックオフ処理を行う。ここで、擬似送信フレーム４１〜４３の長さは、端末Ａが実際に送信する送信フレームの長さとするのが好ましいが、特に限定されるものではない。
【００２４】
図４は、擬似バックオフ処理を行って媒体占有状況を判定して判定情報を取得するフローチャートである。以下では、図２〜４を参照して説明を行う。まず、媒体占有状況の観測期間が開始（ステップＳ４０１）されると、媒体情報取得部２６は、媒体情報である、試行カウンタ６１、競合勝ちカウンタ６２、衝突カウンタ６３及び競合負けカウンタ６４のカウントを０にする（ステップＳ４０２）。次に、バックオフ処理部２５は、伝送路媒体（以下、単に、媒体という）が送信フレームで占有されているか否かを検出する機能を有する受信部２４から受信する情報によって、媒体が送信フレームで占有されているか否かを確認する（ステップＳ４１６）。占有されている場合には、バックオフ処理部２５は、この占有の終了を確認するまで待機する（ステップＳ４１４）。占有されていない場合、又は、ステップＳ４１４の待機が終了すると、媒体情報取得部２６は、擬似バックオフ処理の試行回数をカウントする試行カウンタのカウントに１を加える（ステップＳ４０３）。
【００２５】
以下では、擬似バックオフ処理の動作の説明を行う。図３では、端末Ｂの送信フレーム３１の送信による占有の終了を確認して、バックオフ処理部２５は、待機（ステップＳ４１４）を終了している。そして、この待機終了のタイミングが、図３に示す第１回目の擬似バックオフ処理の試行タイミングとなる。以下に、第１回目の擬似バックオフ処理の動作について説明する。ステップＳ４０３の次に、バックオフ処理部２５は、図３に示す通り、乱数によって、ＣＷ１０１内のいずれか１つのスロットを、擬似送信フレーム４１を擬似的に送信する擬似送信スロット５２として決定する（ステップＳ４０４）。図３では、乱数によって、番号６が選択されて、ＣＷ１０１内の番号６のスロットが擬似送信スロット５２として決定されている。次に、バックオフ処理部２５は、バックオフ処理部２５が備えるスロットカウンタのカウントを０（ＣＷ１０１内の番号０のスロットを示す）にする（ステップＳ４０５）。次に、バックオフ処理部２５は、スロットカウンタが示す番号０のスロットの期間に、端末Ｂ又は端末Ｃが送信する送信フレームを受信部２４が検出したか否かを確認する（ステップＳ４０６）。図３では、番号０のスロットの期間において、端末Ｂ又は端末Ｃが送信する送信フレームは検出されないので、次のステップＳ４０７に移る。次に、バックオフ処理部２５は、擬似送信スロット５２のスロット番号６とスロットカウンタのカウント番号０とを比較する（ステップＳ４０７）。スロット番号６とカウント番号０とは等しくないので、スロットカウンタのカウントに１が加えられ（ステップＳ４０８）、ステップＳ４０６に戻る。同様にして、ステップＳ４０６からステップＳ４０７に移り、ステップＳ４０７からステップＳ４０８へと移るのでスロットカウンタのカウントは２となって、ステップＳ４０６に戻る。次に、図３に示す通り、バックオフ処理部２５は、スロットカウンタが示す番号２のスロット５１の期間に、端末Ｃが送信する送信フレーム３２を受信部２４が検出したことを確認する（ステップＳ４０６）ので、ステップＳ４０９に移る。次に、バックオフ処理部２５は、擬似送信スロット５２のスロット番号６とスロットカウンタのカウント番号２とを比較する（ステップＳ４０９）。番号６とカウント２とは等しくないので、媒体情報取得部２６は、競合負けカウンタのカウントに１を加える（ステップＳ４１１）。以上で、第１回目の擬似バックオフ処理は終了する。そして、第１回目の擬似バックオフ処理の結果は、「競合負け」となる。
【００２６】
ステップＳ４１１の次に、バックオフ処理部２５は、媒体占有状況の観測期間が満了したか否かを判断する（ステップＳ４１３）。図３に示す通り、観測期間は満了していないので、バックオフ処理部２５は、送信フレーム３２の送信終了及び擬似送信フレーム４１の擬似的な送信終了の内、遅く終了する方の時刻まで待機する（ステップＳ４１４）。ここで、既に説明した通り、擬似送信フレーム４１は、実際には送信されない。次に、ステップＳ４１４の待機が終了すると、ステップＳ４０３の処理が行われる。
【００２７】
そして、上記した待機終了のタイミングが、図３に示す第２回目の擬似バックオフ処理の試行タイミングとなる。以下に、第２回目の擬似バックオフ処理動作について説明する。上記したステップＳ４０３の次に、バックオフ処理部２５は、図３に示す通り、乱数によって、ＣＷ１０２内のいずれか１つのスロットを、擬似送信フレーム４２を擬似的に送信する擬似送信スロット５３として決定する（ステップＳ４０４）。図３では、乱数によって、番号３が選択されて、ＣＷ１０２内のスロット番号３のスロットが擬似送信スロット５３として決定されている。次に、第１回目の擬似バックオフ処理の動作と同様に、ステップＳ４０５の後に、ステップＳ４０６〜ステップＳ４０８が繰り返される。そして、図３に示す通り、バックオフ処理部２５は、スロットカウンタが示すスロット番号３のスロット５３の期間に、端末Ｂが送信する送信フレーム３３を受信部２４が検出したことを確認する（ステップＳ４０６）ので、ステップＳ４０９に移る。次に、バックオフ処理部２５は、擬似送信スロット５３のスロット番号３とスロットカウンタのカウント番号３とを比較する（ステップＳ４０９）。スロット番号３とカウント番号３とは等しいので、媒体情報取得部２６は、衝突カウンタのカウントに１を加える（ステップＳ４１０）。以上で、第２回目の擬似バックオフ処理は終了する。そして、第２回目の擬似バックオフ処理の結果は、「衝突」となる。
【００２８】
ここで、図３に示す通り、観測期間は満了していないので、第１回目の擬似バックオフ処理の終了後の動作と同様に、ステップＳ４１３からステップＳ４１４に移り、ステップＳ４１４からステップＳ４０３に移る。
【００２９】
そして、上記したステップＳ４１４の待機終了のタイミングが、図３に示す第３回目の擬似バックオフ処理の試行タイミングとなる。以下に、第３回目の擬似バックオフ処理の動作について説明する。ステップＳ４０３の次に、バックオフ処理部２５は、図３に示す通り、乱数によって、ＣＷ１０３内のいずれか１つのスロットを、擬似送信フレーム４３を擬似的に送信する擬似送信スロット５４として決定する（ステップＳ４０４）。ここで、第２回目の擬似バックオフ処理の試行結果が「衝突」であったので、正規バックオフ処理と同様に、ＣＷ１０３を構成するスロットの数は増やされる。つまり、ＣＷサイズが大きくなる。図３では、一例として、スロット番号が０〜１５の１６個のスロットに増やされるものとしている。そして、図３では、乱数によって、番号２が選択されて、ＣＷ１０３内のスロット番号２のスロットが擬似送信スロット５４として決定されている。次に、第１回目の擬似バックオフ処理の動作と同様に、ステップＳ４０５の後に、ステップＳ４０６〜ステップＳ４０８が繰り返される。そして、スロットカウンタのカウントが２となった後に、バックオフ処理部２５は、擬似送信スロット５４のスロット番号２とカウント番号２とが等しいか否かを判断する（ステップＳ４０７）。スロット番号２とカウント番号２とは等しいので、媒体情報取得部２６は、競合勝ちカウンタのカウントに１を加える（ステップＳ４１２）。以上で、第３回目の擬似バックオフ処理は終了する。そして、第３回目の擬似バックオフ処理の結果は、「競合勝ち」となる。
【００３０】
そして、観測期間が満了していない場合には、ステップＳ４１４に移って第４回目の擬似バックオフ処理を行い、観測期間が満了している場合には、ステップＳ４１５に移る。ここで、第３回目の擬似バックオフ処理の試行結果が「競合勝ち」であったので、第４回目の擬似バックオフ処理を試行する場合のＣＷサイズは、正規バックオフ処理と同様に、第１回目の擬似バックオフ処理の際のＣＷ１０１のサイズにリセットされる。
【００３１】
なお、以上では、観測期間内に、端末Ａが正規バックオフ処理を行って送信フレームを送信した場合であっても、擬似バックオフ処理のみに基づいて媒体情報を取得する動作について説明した。しかし、観測期間内に、端末Ａが正規バックオフ処理を行って送信フレームを送信した場合には、この正規バックオフ処理の結果（競合勝ちの数、競合負けの数、衝突の数、バックオフ処理試行の数）を擬似バックオフ処理によって得られる各媒体情報に加算してもよい。この場合には、送信フレームの衝突の有無を検出する機構が、別途必要となる。また、端末Ａ内に２種類のフレーム（送信フレームと統計情報収集のための擬似送信フレーム）があるものとし、送信フレームを送信するための正規バックオフ処理と統計情報収集のための擬似バックオフ処理とを同時に実施してもよい。この場合、バックオフ処理部２５は、端末Ａ内に２つ備えられる必要がある。
【００３２】
次に、ステップＳ４１５において、媒体状況判定部２７は、各媒体情報を媒体情報取得部２６から受け取り、この各媒体情報を用いて媒体占有状況を判定して判定情報を得る。例えば、競合勝ちカウンタ６２、衝突カウンタ６３、競合負けカウンタ６４、試行カウンタ６１のカウント値を、そのまま判定情報としてもよい。また、例えば、衝突カウンタ６３のカウント値を試行カウンタ６１のカウント値で除した衝突確率、競合勝ちカウンタ６２のカウント値を試行カウンタ６１のカウント値で除した競合成功確率、競合負けカウンタ６４のカウント値を試行カウンタ６１のカウント値で除した競合失敗確率等を導出して、これらの値を判定情報としてもよい。ここで、競合制御が完全に全端末平等に行われる条件下では、送信フレームの送信機会は全端末に均等に与えられる。従って、各端末が送信フレームを送信できる確率（競合成功確率）は、端末数の逆数になる。このことから、各端末のトラヒックが均等であるという条件下では、競合成功確率は、観測期間内に送信フレームの送信を試みた端末の数の逆数になる。この結果として、判定情報である競合成功確率は、リアルタイムな稼動端末数を判定するパラメータにできる。
【００３３】
このように、媒体状況判定部２７は、媒体情報を媒体情報取得部２６から受け取り、上記した競合成功確率等の必要に応じた判定情報を取得して（ステップＳ４１５）情報格納部２８に通知する。次に、情報格納部２８は、通知された判定情報を記憶する（ステップＳ４１７）。
【００３４】
以下では、ステップＳ４１５において、どのような判定情報を、どのように取得して、更に、どのように利用するかについて、具体的に説明する。
【００３５】
（本発明の第１の実施形態の第１の適用例）
第１の適用例では、送信フレームを送信する正規バックオフ処理で用いるＣＷのサイズを適切に変更させることによって、各端末間での送信機会の平等性を確保しつつ、通信システム１（図１を参照）全体としてのスループットを向上させる方法について説明する。
【００３６】
ここで、ＣＷサイズをその時点で稼動中の端末数に設定すると、通信システム全体としてのスループットが最大となることが、特許文献１のシミュレーション結果によって証明されている。このことから、稼動中の端末数に応じて、ＣＷサイズを逐次適切に変更することによって、通信システム全体としてのスループットを最大化できることが解る。
【００３７】
また、一般に、競合分散制御システムにおいて、稼動中の端末数を逐次把握することは困難である。しかし、既に説明した通り、競合成功確率又は競合失敗確率を用いることによって、稼動中の端末数、または端末数に対応したトラヒック量の指標となる値を把握することができ、また、媒体占有状況を把握することができる。このことによって、競合成功確率が大きい場合には、送信フレームの送信を試みる通信装置が少ない（稼動中の端末数が少ない）ため、正規バックオフ処理を行う際のＣＷサイズを小さく設定することによって、通信システム全体としてのスループットが向上する。一方、競合成功確率が小さい場合には、送信フレームの送信を試みる通信装置が多い（稼動中の端末数が多い）ため、正規バックオフ処理を行う際のＣＷサイズを大きく設定することによって、送信フレームの衝突確率を減らして通信システム全体としてのスループットの向上を図ることができる。
【００３８】
以下では、稼動中の端末数に応じてＣＷサイズを逐次適切に変更する方法について、具体的に説明する。図５は、バックオフ処理部２５が備えるＣＷテーブル１〜３を示す図である。ＣＷテーブル１は、一例として、従来の２進ランダムバックオフアルゴリズムに乗っ取って初期送信時のＣＷサイズを決定し、衝突を検出した場合にはＣＷサイズを大きくするシステムに用いられるＣＷテーブルを示している。また、ＣＷテーブル１は、初期送信時にはＣＷ内のスロット番号の最大値が７であるＣＷ（ＣＷ内にスロットは８つ在る；図３を参照）を用いて送信フレームの送信を試み、衝突によって送信フレームの再送が発生する毎に、ＣＷ内のスロット番号の最大値を１５、３１、６３、・・・と増加させてＣＷサイズを大きくしていくことを意味する。なお、便宜上テーブルを用いて説明するが、バックオフ処理部２５は、テーブルを保有する必要はなく、計算式を保有していればよい。そして、バックオフ処理部２５は、再送信の回数によって計算式で求まるＣＷ内のスロット番号の最大値を１つ保有するだけでよい。例えば、従来のＩＥＥＥ８０２．１１では、ＣＷ内のスロット番号の最大値を（ＣＷｍｉｎ＋１）×２i −１と定めている。但し、ＣＷｍｉｎは初期送信時のＣＷ内のスロット番号の最大値を意味し、ｉ（ｉ＞＝０）は再送信回数を意味する。そして、ＣＷテーブル２は、ＣＷテーブル１と比較してＣＷサイズが小さい値に設定されている。また、ＣＷテーブル３は、ＣＷテーブル１と比較してＣＷサイズが大きい値に設定されている。
【００３９】
図６は、ステップＳ４１５において、媒体状況判定部２７が、バックオフ処理部２５で用いるＣＷテーブルを決定する判定情報を導出するフローチャートである。まず、図４に示すステップＳ４１３で観測期間の満了が確認されると、媒体状況判定部２７は、競合勝ちカウンタ６２のカウント値を試行カウンタ６１のカウント値で除算した競合成功確率を計算する（ステップＳ７０２）。次に、媒体状況判定部２７は、通信システム１固有の競合成功確率閾値Ｔｈ２とステップＳ７０２で求めた競合成功確率とを比較して、競合成功確率が競合成功確率閾値Ｔｈ２よりも大きい場合には、現在稼働中の端末が少ないと判定してステップＳ７０４に移る（ステップＳ７０３）。この場合、媒体状況判定部２７は、バックオフ処理部２５が正規バックオフ処理及び擬似バックオフ処理で使用するＣＷテーブルを図５のＣＷテーブル２とする判定情報を取得する（ステップＳ７０４）。一方、媒体状況判定部２７が、通信システム１固有の競合成功確率閾値Ｔｈ２とステップＳ７０２で求めた競合成功確率とを比較して、競合成功確率が競合成功確率閾値Ｔｈ２よりも小さい場合には、ステップＳ７０５に移る（ステップＳ７０３）。この場合、媒体状況判定部２７は、通信システム１固有の競合成功確率閾値Ｔｈ３（Ｔｈ３＜Ｔｈ２）とステップＳ７０２で求めた競合成功確率とを比較して、ステップＳ７０２で求めた競合成功確率が競合成功確率閾値Ｔｈ３よりも小さい場合には現在稼働中の端末が多いと判定して、ステップＳ７０６に移る（ステップＳ７０５）。この場合、媒体状況判定部２７は、バックオフ処理部２５が正規バックオフ処理及び擬似バックオフ処理で使用するＣＷテーブルを図５のＣＷテーブル３とする判定情報を取得する（ステップＳ７０６）。一方、媒体状況判定部２７が、通信システム１固有の競合成功確率閾値Ｔｈ３とステップＳ７０２で求めた競合成功確率とを比較して、ステップＳ７０２で求めた競合成功確率が競合成功確率閾値Ｔｈ３よりも大きい場合には、ステップＳ７０７に移る（ステップＳ７０５）。この場合、媒体状況判定部２７は、バックオフ処理部２５が正規バックオフ処理及び擬似バックオフ処理で使用するＣＷテーブルを図５のＣＷテーブル１とする判定情報を取得する（ステップＳ７０７）。このようにして、媒体状況判定部２７は、バックオフ処理部２５で用いるＣＷテーブルを決定する判定情報を取得して（図４のステップＳ４１５）、この判定情報を情報格納部２８に通知する。
【００４０】
次に、情報格納部２８は、ステップＳ４１５で取得された、バックオフ処理部２５で用いるＣＷテーブルを決定する判定情報を記憶する（ステップＳ４１７）。同時に、情報格納部２８は、この判定情報を、バックオフ処理部２５に通知する。次に、バックオフ処理部２５は、この判定情報に従って、予め保持しているＣＷテーブル１〜３（図５を参照）の内のいずれかを、正規バックオフ処理及び擬似バックオフ処理に用いる。なお、通信装置２１が情報格納部２８を備えずに、媒体状況判定部２７が直接、判定情報をバックオフ処理部２５に通知してもよい。
【００４１】
以上で説明した通り、通信システム１内の各端末（各通信装置２１）は、それぞれ、観測期間が満了したと判断（ステップＳ４１３）した時点で、上記したバックオフ処理部２５で用いるＣＷテーブルを決定し、正規バックオフ処理を行う際に、この決定されたＣＷテーブルを用いる。更に、各端末は、次の観測期間において擬似バックオフ処理を行う際にも、この決定されたＣＷテーブルを用いる。ここで、各端末の観測期間の長さは同じあり、これらの観測期間は、各端末が導出する競合成功確率がそれぞれ等しいとみなせる程度に、十分長い期間である。このことによって、各端末は、それぞれ等しい競合成功確率を計算し、その競合成功確率に従ってそれぞれＣＷテーブルを決定して使用する。この結果として、各端末は、同じ内容のＣＷテーブルを使用することとなる。
【００４２】
ここで、図５に示す通り、ＣＷテーブル３は、ＣＷテーブル１と比較してＣＷサイズが大きい値に設定されている。このことによって、各端末がＣＷテーブル３を正規バックオフ処理に用いる場合（媒体占有率が高く、競合成功確率が低い場合）には、衝突による送信フレームの再送率が減少するので、再送信処理を繰り返す端末が減少する。この結果として、再送信処理を繰り返す端末と新規に送信を試みる端末との間で、送信機会の平等性が向上する。また、ＣＷテーブル２は、ＣＷテーブル１と比較してＣＷサイズが小さい値に設定されている。このことによって、各端末がＣＷテーブル２を正規バックオフ処理に用いる場合（媒体占有率が低く、競合成功確率が高い場合）には、バックオフ処理によって生ずる媒体アイドル状態の期間（ＣＷサイズが大きいほど増加する伝送路媒体を有効利用できない期間）が縮小されて、通信システム１全体としてのスループットが向上する。なお、図５では２進バックオフアルゴリズムを例に挙げて、再送時にはＣＷサイズが大きくなるようにしているが、前述の通り、ＣＷサイズの変更は、送信機会の平等性を損なう方向に作用するので、各テーブルがそれぞれＣＷサイズを１つのみ有して再送時にもＣＷサイズを変更しない構成としてもよい。
【００４３】
このように、各通信装置２１は、それぞれが伝送路状況を判断して、自律分散的にＣＷテーブルを適切に選択する。この結果として、複数の通信装置２１は、アクセスポイント等の集中制御端末がないシステムにも適用でき、又、容易に媒体占有状況を観測し、送信機会が公平な競合分散制御を行いつつ、通信システム全体としてのスループットを向上させることができる。
【００４４】
（本発明の第１の実施形態の第２の適用例）
第１の適用例では、複数のＣＷテーブル（又は計算式）を適切に用いる方法について説明したが、第２の適用例では、１つのＣＷテーブルを用いて、第１の適用例と同様の効果を得る方法の一例について説明する。図７は、バックオフ処理部２５が備えるＣＷテーブルの一例であるＣＷテーブル４を示す図である。図８は、ステップＳ４１５（図４を参照）において、媒体状況判定部２７が、ＣＷテーブル４における初期値ポインタ設定値を決定する判定情報を導出するフローチャートである。図８に示すフローチャートは、第１の適用例で説明した図６に示すフローチャートに対して、ステップＳ７０４、ステップＳ７０６及びステップＳ７０７をそれぞれステップＳ８０４、ステップＳ８０６及びステップＳ８０７に置換えたものである。なお、以下では、図６で説明したステップと同じステップについては、同じ参照符号を用いて説明を省略する。また、初期値ポインタ設定値とは、ＣＷテーブルにおいて、正規バックオフ処理及び擬似バックオフ処理に用いるＣＷサイズの最小値を示す値である。例えば、第１の適用例で説明した図５に示す、ＣＷテーブル１の初期値ポインタ設定値は７であり、ＣＷテーブル２の初期値ポインタ設定値は３であり、ＣＷテーブル３の初期値ポインタ設定値は１５である。
【００４５】
図８に示すステップＳ８０４において、媒体状況判定部２７は、バックオフ処理部２５が正規バックオフ処理及び擬似バックオフ処理で使用するＣＷテーブル４の初期値ポインタ設定値を３に決定する判定情報を導出する。また、同様に、ステップＳ８０６において、媒体状況判定部２７は、ＣＷテーブル４の初期値ポインタ設定値を１５に決定する判定情報を導出する。また、同様に、ステップＳ８０７において、媒体状況判定部２７は、ＣＷテーブル４の初期値ポインタ設定値を７に決定する判定情報を導出する。このようにして、図４のステップＳ４１５において、媒体状況判定部２７は、判定情報を取得して、情報格納部２８に通知する。
【００４６】
次に、情報格納部２８は、ステップＳ４１５で取得された、ＣＷテーブル４の初期値ポインタ設定値を決定する判定情報を記憶する（ステップＳ４１７）。同時に、情報格納部２８は、この判定情報を、バックオフ処理部２５に通知する。次に、バックオフ処理部２５は、この判定情報に従って、予め保持しているＣＷテーブル４に対して初期値ポインタを設定して、正規バックオフ処理及び擬似バックオフ処理を行う。
【００４７】
このように、各通信装置２１が、一つのＣＷテーブルを用いて初期値ポインタ設定値を競合成功確率に応じて適切に変更することによって、複数のＣＷテーブル（又は計算式）を用いる場合（第１の適用例で説明した図５を参照）と同様の効果を得ることができる。なお、ＣＷテーブルの代りに計算式を用いてもよい。例えば、前述のＩＥＥＥ８０２．１１のＣＷサイズの計算式を用いる場合には、ＣＷｍｉｎの値を競合成功確率に応じて変更させることによって、一つの計算式を用いて複数のＣＷテーブル（又は計算式）を用いる場合（図５を参照）と同様の効果を得ることができる。
【００４８】
なお、第１及び第２の適用例において、２つの閾値Ｔｈ２及びＴｈ３を求めて、３つのＣＷテーブル又は３つの初期値ポインタ設定値を用いる場合について説明したが（図５〜図８を参照）、閾値の数、ＣＷテーブルの数及び初期値ポインタ設定値の数は、これに制限されない。また、閾値の値及びＣＷテーブル内のＣＷサイズの値は、通信システム固有の値として、同一通信システム内の各通信装置が同じ値を持つ必要はあるが、これらの値に制限はない。また、図４、図６及び図８を用いて説明した動作を特定の通信装置（例えば、集中制御システムにおける親局）が代表して行って判定情報を取得し、この判定情報を、専用フレーム又は時間管理情報等を含むビーコンフレームに載せて各端末に通知することもできる。この場合、上記した擬似バックオフ処理を特定の通信装置でのみ行えばよいので、各端末の負荷を軽減する効果も得られる。
【００４９】
（本発明の第１の実施形態の第３の適用例）
第３の適用例では、既に説明した、衝突カウンタ６３のカウント値を試行カウンタ６１のカウント値で除した衝突確率（判定情報）を用いて、伝送路変動算出の信頼性を向上させる方法について説明する。
【００５０】
まず、伝送路変動算出について説明する。例えば、既存の電力線を通信媒体（伝送路）として用いる電力線通信システムでは、家電機器の稼動状況、電源のＯＮ／ＯＦＦ及びコンセントへの抜き差し等によって、伝送路状態が変化する。そして、無線ＬＡＮや電力線通信システム等の、送信フレームがヘッダ部及びデータ部で構成され、伝送路状態に応じてデータ部の転送速度を変更する通信システムにおいては、伝送路状態の変化を迅速に算出して送信フレームの転送速度を変更する必要がある。
【００５１】
伝送路状態の変化を算出する方法として、例えば、送信側で一定期間中の再送発生率（送信フレーム数分の再送フレーム数）を観測し、この再送発生率の変化量を用いて、伝送路状態の変化を算出する方法がある。また、受信側で受信フレームのＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）を導出し、そのＳＮＲの変化量を用いて、伝送路状態の変化を算出する方法がある。
【００５２】
再送発生率の変化量を用いて伝送路状態の変化を算出する方法を用いるシステムとして、例えば、送信フレームの受信の可否を示すＡＣＫフレーム及びＮＡＣＫフレームを受信側が送信側へ返信するシステムがある。このシステムでは、送信フレームが衝突した場合でも、補足効果によって送信フレームのヘッダ部を受信側が受信できる場合がある。そして、衝突した送信フレーム同士が互いに干渉して、見かけ上のノイズ成分が増加する。そして、送信速度の高速化のためにデータ部のノイズ耐性が脆弱な場合には、データ部に誤りが生じて、受信側はその旨を通知するＮＡＣＫフレームを送信側に返信することになる。ＮＡＣＫフレームを受信した送信側は、送信フレームの再送信を行うので、再送発生率は上昇する。このように、再送発生率は、伝送路状態の変化によってだけではなく送信フレームの衝突によっても変化する。特に、媒体占有率が高い伝送路状態では、送信フレームの衝突が多発し、これに起因して、再送発生率は大幅に変化（上昇）する。
【００５３】
同様に、ＳＮＲの変化量を用いて伝送路状態の変化を算出する方法を用いるシステムにおいても、衝突によって送信フレームの見かけ上のノイズ成分が増加する。このことによって、ＳＮＲは、伝送路状態の変化によってだけではなく送信フレームの衝突によっても変化する。特に、媒体占有率が高い伝送路状態では、送信フレームの衝突が多発し、これに起因して、ＳＮＲは大幅に変化する。
【００５４】
以上に説明した通り、再送発生率の変化及びＳＮＲの変化は、伝送路状態の変化だけではなく、送信フレームの衝突にも依存している。このことから、再送発生率の変化又はＳＮＲの変化を伝送路状態の変化とみなすと、上記した衝突による影響が考慮されないので、伝送路変動算出の信頼性は低いものとなる。
【００５５】
ここで、送信フレームの受信の可否を示すＡＣＫフレーム及びＮＡＣＫフレームを受信側が送信側へ返信するシステムにおいて、一般に、送信側が、ＮＡＣＫフレームを受信した原因を、送信フレームの衝突に起因するものなのか、それとも、伝送路状態の変化に起因するものなのかを明確に判別することは困難である。これは、ＮＡＣＫフレームは、ＮＡＣＫフレーム送信の原因を示す情報を持たないからである。同様に、ＳＮＲの変化量を用いて伝送路状態の変化を算出する方法を用いるシステムにおいて、一般に、受信側が、送信フレームのＳＮＲが変化した原因を、送信フレームの衝突に起因するものなのか、それとも、伝送路状態の変化に起因するものなのかを明確に判別することは困難である。
【００５６】
しかし、第３の適用例に係る通信装置２１は、衝突カウンタ６３のカウント値を試行カウンタ６１のカウント値で除した衝突確率を用いて、伝送路変動算出の信頼性を向上させることができる。なお、この衝突確率は、既に説明した通り、媒体状況判定部２７（図２を参照）がステップＳ４１５（図４を参照）において導出する判定情報である。
【００５７】
以下では、一例として、送信フレームの受信の可否を示すＡＣＫフレーム及びＮＡＣＫフレームを受信側が送信側へ返信するシステムに、通信装置２１を適用する場合について説明する。送信側である通信装置２１は、伝送路状況及び衝突発生率に起因する再送発生確率に（１−衝突確率）を乗することによって、伝送路状態の変化に起因する再送発生確率を得ることができる。このことによって、通信装置２１は、伝送路状態の変化に起因する再送発生確率の変化量を得ることができるので、伝送路変動算出の信頼性を向上させることができる。ここで、衝突確率は、伝送路変動算出を実施する時点に稼動中である通信装置の影響を考慮したものであるので、伝送路変動を算出するために用いるパラメータとして信頼性がある。
【００５８】
なお、伝送路状況及び衝突発生率に起因する再送発生確率を得るための観測期間の長さと、衝突確率を得るための観測期間（図３に示す、擬似バックオフ処理を行う観測期間）の長さとは、等しい必要はない。また、伝送路変動算出の開始から終了までの時間は、この２つの観測期間の長さに影響されるので、この２つの観測期間の長さは、必要に応じて決定されるのが好ましい。また、以上の説明において、各媒体情報は、擬似バックオフ処理に基づいて求めたが、伝送路変動算出に通信装置２１を用いる場合には、各媒体情報を送信フレームの送信時のみに行う正規バックオフ処理のみに基づいて求めることも可能である。
【００５９】
（第２の実施形態）
図９は、本発明の第２の実施形態に係る通信装置１２１の構成例を示す図である。図９に示す通り、通信装置１２１は、送信部２３と、受信部２４と、ＣＳＭＡ／ＣＡに基づく送信タイミングの決定及びフレーム識別処理等の通信制御全般を行う通信制御部１２２とを備える。通信制御部１２２は、バックオフ処理部１２５と媒体情報取得部１２６と媒体状況判定部１２７と情報格納部２８とを備える。媒体情報取得部１２６は、フレーム長カウンタ１６１を備える。なお、送信部２３と受信部２４と情報格納部２８とは、第１の実施形態の通信装置２１を構成するものと同様であるので、同様の参照符号を付している。また、バックオフ処理部１２５、媒体情報取得部１２６、媒体状況判定部１２７、情報格納部２８を説明の便宜上区別するが、同様の機能を有すのであれば、これらをまとめた構成としてもよい。
【００６０】
以下では、まず、通信装置１２１の特徴を簡単に説明した後に、通信装置１２１の動作について詳細に説明する。通信装置１２１は、第１の実施形態に係る通信装置２１とは異なり、擬似バックオフ処理を行わない。通信装置１２１は、擬似バックオフ処理を行うことによって媒体占有状況を判定するのではなく、媒体中を伝送されているフレームの長さ（以下、フレーム長という）を直接観測することによって媒体占有状況を判定する点に特徴を有する。
【００６１】
図１０は、媒体中を伝送されるフレームの構成例を示す図である。図１０に示す通り、フレームは、通信システム内の全端末が復調できるヘッダ領域と、当該フレームの送信先の端末のみが復調できるユーザデータ領域とで構成される。ヘッダ領域は、送信先端末のアドレス情報と、送信元端末のアドレス情報と、フレーム長情報とを含む。ここで、フレーム長情報とは、フレームの送信時にフレームが媒体を占有する期間を示す情報であり、例えば、ＯＦＤＭシンボル数（シンボル時間は固定）である。また、フレーム長情報は、媒体をフレームが占有する期間を示す情報を算出するためのデータ量及び送信レート等の値でもよい。
【００６２】
図１１は、通信装置１２１が行う媒体状況の観測について説明するための図である。図１１では、一例として、通信装置１２１である端末Ａ、Ｂ、Ｃを収容する通信システムにおける観測期間の媒体状況を示している。以下では、端末Ａの媒体占有状況の観測に着目して、説明を行う。図１１に示す通り、観測期間（一例として、２０ｍｓｅｃ．とする）には、端末Ｂから端末Ａに送信されるフレーム１７１（フレーム長＝２ｍｓｅｃ．）と、端末Ｂから端末Ｃに送信されるフレーム１７２（フレーム長＝３ｍｓｅｃ．）と、端末Ｃから端末Ａに送信されるフレーム１７３（フレーム長＝１ｍｓｅｃ．）と、端末Ｃから端末Ｂに送信されるフレーム１７４（フレーム長＝４ｍｓｅｃ．）と、端末Ａから端末Ｃに送信されるフレーム１７５（フレーム長＝２ｍｓｅｃ．）とが媒体中を送信されるとする。この場合、端末Ａは、観測期間における、端末Ａ自身が送信したフレーム１７５を除く全てのフレームのフレーム長を合計する。そして、端末Ａは、このフレーム長の合計が観測期間に占める割合を計算する。具体的には、端末Ａは、（２ｍｓｅｃ．＋３ｍｓｅｃ．＋１ｍｓｅｃ．＋４ｍｓｅｃ．）／２０ｍｓｅｃ．＝０．５という計算をし、媒体占有率５０％という結果を得る。
【００６３】
図１２は、通信装置１２１が媒体占有状況を観測して判定情報を取得するフローチャートである。以下では、図９〜図１２を参照して、通信装置１２１の動作についてより詳細に説明する。観測期間が開始されると（ステップＳ９０１）、媒体情報取得部１２６（図９を参照）は、フレーム長カウンタ１６１の値を０にする（ステップＳ９０２）。次に、受信部２４は、フレーム１７１（図１１を参照）を受信し（ステップＳ９０３）、図１０に示すヘッダ領域のフレーム長情報を復調して取得し（ステップＳ９０４）、媒体情報取得部１２６に通知する。媒体情報取得部１２６は、通知されたフレーム１７１のフレーム長情報である２ｍｓｅｃ．（図１１を参照）をフレーム長カウンタ１６１に加算する（ステップＳ９０５）。次に、媒体情報取得部１２６は、観測期間が満了したか否かを判断する（ステップＳ９０６）。観測期間は満了していないので、ステップＳ９０３に戻る。以下、同様に、通信装置１２１は、ステップＳ９０３からステップＳ９０６までを繰り返して、フレーム長カウンタ１６１には、フレーム１７２のフレーム長である３ｍｓｅｃ．と、フレーム１７３のフレーム長である１ｍｓｅｃ．と、フレーム１７４のフレーム長である４ｍｓｅｃ．とが加算されて、フレーム長カウンタ１６１のカウンタは１０ｍｓｅｃ．となる。ここで、フレーム１７５は、端末Ａ自身が送信したフレームであるので、媒体情報取得部１２６は、フレーム長カウンタ１６１にフレーム１７５のフレーム長をカウントしない。次に、媒体情報取得部１２６は、観測期間が満了したことを判断し（ステップＳ９０６）、フレーム長カウンタ１６１のカウンタの値１０ｍｓｅｃ．を媒体状況判定部１２７に通知する。媒体状況判定部１２７は、通知された１０ｍｓｅｃ．を観測期間２０ｍｓｅｃ．で割った媒体占有率０．５（５０％）から、以下に説明する判定情報を取得する（ステップＳ９０７）。
【００６４】
図１３は、図１２のステップＳ９０７において、媒体状況判定部１２７が、バックオフ処理部１２５で用いるＣＷテーブルを決定する判定情報を導出するフローチャートである。ここで図１３のフローチャートは、第１の実施形態で説明した図６に示すフローチャートに対して、ステップＳ７０２をステップＳ９１０に置換え、ステップＳ７０３をステップＳ９１１に置換え、ステップＳ７０５をステップＳ９１２に置換えたものである。なお、図１３のフローチャートにおいて、図６のフローチャートのステップと同様のステップについては、同様の参照符号を付している。
【００６５】
図１２に示すステップＳ９０６で観測期間の満了が確認されると、媒体状況判定部１２７は、フレーム長カウンタ１６１のカウント値１０ｍｓｅｃ．を観測期間２０ｍｓｅｃ．で除算した媒体占有率０．５（５０％）を計算する（ステップＳ９１０）。次に、媒体状況判定部１２７は、所定の媒体占有率閾値Ｔｈ４とステップＳ９１０で求めた媒体占有率０．５とを比較して、媒体占有率０．５が媒体占有率閾値Ｔｈ４よりも小さい場合には、媒体占有率が小さいと判定してステップＳ７０４に移る（ステップＳ９１１）。この場合、媒体状況判定部１２７は、バックオフ処理部１２５が正規バックオフ処理で使用するＣＷテーブルを第１の実施形態で説明した図５のＣＷテーブル２とする判定情報を取得する（ステップＳ７０４）。一方、媒体状況判定部１２７が、媒体占有率閾値Ｔｈ４と媒体占有率０．５とを比較して、媒体占有率０．５が媒体占有率閾値Ｔｈ４よりも大きい場合には、ステップＳ９１２に移る（ステップＳ９１１）。この場合、媒体状況判定部１２７は、所定の媒体占有率閾値Ｔｈ５（Ｔｈ４＜Ｔｈ５）と媒体占有率０．５とを比較して、媒体占有率０．５が媒体占有率閾値Ｔｈ５よりも大きい場合には媒体占有率が高いと判定して、ステップＳ７０６に移る（ステップＳ９１２）。この場合、媒体状況判定部１２７は、バックオフ処理部１２５が正規バックオフ処理で使用するＣＷテーブルを図５のＣＷテーブル３とする判定情報を取得する（ステップＳ７０６）。一方、媒体状況判定部１２７が、媒体占有率閾値Ｔｈ５と媒体占有率０．５とを比較して、媒体占有率０．５が媒体占有率閾値Ｔｈ５よりも小さい場合には、ステップＳ７０７に移る（ステップＳ９１２）。この場合、媒体状況判定部１２７は、バックオフ処理部１２５が正規バックオフ処理で使用するＣＷテーブルを図５のＣＷテーブル１とする判定情報を取得する（ステップＳ７０７）。このようにして、媒体状況判定部１２７は、バックオフ処理部１２５で用いるＣＷテーブルを決定する判定情報を取得して（図１２のステップＳ９０７）、この判定情報を情報格納部２８に通知する。
【００６６】
次に、情報格納部２８は、ステップＳ９０７で取得された判定情報を記憶する（図１２のステップＳ９０８）。同時に、情報格納部２８は、この判定情報を、バックオフ処理部１２５に通知する。次に、バックオフ処理部１２５は、この判定情報に従って、予め保持しているＣＷテーブル１〜３（図５を参照）の内のいずれかを、正規バックオフ処理に用いる。なお、通信装置１２１が情報格納部２８を備えずに、媒体状況判定部２７が直接、判定情報をバックオフ処理部１２５に通知してもよい。
【００６７】
以上で説明した通り、通信システム内の各端末（各通信装置１２１）は、それぞれ、観測期間が満了したと判断（ステップＳ９０６）した時点で、上記したバックオフ処理部１２５が正規バックオフ処理を行う際に用いるＣＷテーブルを決定する。
【００６８】
ここで、既に説明した通り、各端末（各通信装置１２１）は、自身が送信したフレーム（図１１のフレーム１７５を参照）のフレーム長をフレーム長カウンタ１６１にカウントしない。このことによって、自身が送信するフレームで媒体をより多く占有している端末は、他の端末より小さいサイズのＣＷから成るＣＷテーブルを用いることとなる。具体的には、観測期間に多量のデータを送信している端末は、媒体占有率が小さいと判断して、例えば、図５のＣＷテーブル２を用いることとなる。一方で、観測期間にデータを送信していない又は少量のデータを送信している端末は、媒体占有率が大きいと判断して、例えば、図５のＣＷテーブル３を用いることとなる。すなわち、データを多量に送信している端末の送信機会は増加し、一方で、データを送信していない又は少量送信する端末の送信機会は減少する。この結果として、多量にデータを送信する端末は、優先的にデータを送信できることとなる。
【００６９】
ここで、図５に示す各ＣＷテーブルは、第１の実施形態で説明した通りの特徴を有する。このことによって、第２の実施形態によれば、各端末間で送信機会の平等性を向上させつつ、例外的に、送信するデータが多量な端末の送信機会を増加させることができる。この結果として、第２の実施形態によれば、通信システム全体としてのスループットを向上させることができる。また、第２の実施形態に係る通信装置１２１は、媒体中のフレーム長を直接観察して伝送路状況を判断することで、自律分散的にＣＷテーブルを適切に選択する。この結果として、通信装置１２１は、第１の実施形態に係る通信装置２１とは異なり擬似バックオフ処理を行わないので、内部処理を大幅に低減することができ、装置構成を簡略なものにできる。
【００７０】
なお、第１の実施形態の第２の適用例で説明した様に、複数のＣＷテーブル（又は計算式）の代わりに、１つのＣＷテーブルを用いてもよい（図７及び図８を参照）。図１４は、図７に示すＣＷテーブル４を用いる場合において、判定情報を導出するフローチャートである。図１４のフローチャートは、図１３のフローチャートに対して、ステップＳ７０７をステップＳ８０７に置換え、ステップＳ７０６をステップＳ８０６に置換え、ステップＳ７０４をステップＳ８０４に置換えたものである。ここで、ステップＳ８０７、ステップＳ８０６、ステップＳ８０４は、第１の実施形態の第２の適用例で図７及び図８を用いて説明したステップと同様であるので、説明は省略する。
【００７１】
（第３の実施形態）
図１５は、本発明の第３の実施形態に係る通信装置２２１の構成例を示す図である。図１５に示す通り、通信装置２２１は、送信部２３と、受信部２４と、ＣＳＭＡ／ＣＡに基づく送信タイミングの決定及びフレーム識別処理等の通信制御全般を行う通信制御部２２２とを備える。通信制御部２２２は、バックオフ処理部１２５と媒体情報取得部２２６と媒体状況判定部２２７と情報格納部２８とを備える。媒体情報取得部２２６は、送信元アドレス管理テーブル２６１を備える。なお、送信部２３と受信部２４と情報格納部２８とバックオフ処理部１２５とは、第２の実施形態の通信装置１２１を構成するものと同様であるので、同様の参照符号を付している。また、バックオフ処理部１２５、媒体情報取得部２２６、媒体状況判定部２２７、情報格納部２８を説明の便宜上区別するが、同様の機能を有すのであれば、これらをまとめた構成としてもよい。
【００７２】
以下では、まず、通信装置２２１の特徴を簡単に説明した後に、通信装置２２１の動作について詳細に説明する。通信装置２２１は、第１の実施形態に係る通信装置２１とは異なり、擬似バックオフ処理を行わない。通信装置２２１は、擬似バックオフ処理を行うことによって媒体占有状況を判定するのではなく、媒体中を伝送されているフレームの送信元アドレスを観測することによって媒体占有状況を判定する点に特徴を有する。
【００７３】
図１６は、通信装置２２１が媒体状況を観測して判定情報を取得するフローチャートである。以下では、第２の実施形態で用いた図１０及び図１１と、図１５及び図１６とを参照して、通信装置２２１の動作についてより詳細に説明する。なお、以下では、端末Ａの動作に着目して説明を行う。また、既に説明した通り、媒体中を伝送されるフレームのヘッダ領域の送信元アドレス情報は、通信システム内の全端末が復調でる（図１０を参照）。
【００７４】
観測期間が開始されると（ステップＳ９２１）、媒体情報取得部２２６（図１５を参照）は、送信元アドレス管理テーブル２６１の情報を全て削除する（ステップＳ９２２）。次に、受信部２４は、フレーム１７１（図１１を参照）を受信し（ステップＳ９２３）、図１０に示すヘッダ領域の送信元アドレス情報を復調して取得し（ステップＳ９２４）、媒体情報取得部２２６に通知する。媒体情報取得部２２６は、通知されたフレーム１７１の送信元アドレス情報である端末Ｂのアドレス（図１１を参照）を送信元アドレス管理テーブルから検索する（ステップＳ９２５）。次に、媒体情報取得部２２６は、送信元アドレス管理テーブル２６１に端末Ｂのアドレスが登録されているか否かを判断する（ステップＳ９２６）。端末Ｂのアドレスが登録されている場合には、ステップＳ９２８へ移る。端末Ｂのアドレスが登録されていない場合にはステップＳ９２７へ移り、媒体情報取得部２２６は、送信元アドレス管理テーブル２６１に端末Ｂのアドレスを登録する（ステップＳ９２７）。次に、媒体情報取得部２２６は、観測期間が満了したか否かを判断する（ステップＳ９２８）。観測期間は満了していないので、ステップＳ９２３に戻る。以下、同様に、通信装置２２１は、ステップＳ９２３からステップＳ９２８までを繰り返して、送信元アドレス管理テーブル２６１には、端末Ｂ、端末Ｃ及び端末Ａのアドレスが登録される。ここで、着目する端末Ａ自身のアドレスも登録される。次に、媒体情報取得部２２６は、観測期間が満了したことを判断し（ステップＳ９２８）、送信元アドレス管理テーブル２６１に登録された送信元アドレス数（３つ）を媒体状況判定部２２７に通知する。媒体状況判定部２２７は、通知された送信元アドレス数から、以下に説明する判定情報を取得する（ステップＳ９２９）。ここで、送信元アドレス管理テーブル２６１に登録された送信元アドレス数（３つ）は、観測期間における稼働端末数（３つ）を示す。
【００７５】
図１７は、図１６のステップＳ９２９において、媒体状況判定部２２７が、バックオフ処理部１２５で用いるＣＷテーブルを決定する判定情報を導出するフローチャートである。ここで図１７のフローチャートは、第１の実施形態で説明した図６に示すフローチャートに対して、ステップＳ７０２を削除し、ステップＳ７０３をステップＳ９４１に置換え、ステップＳ７０５をステップＳ９４２に置換えたものである。なお、図１７のフローチャートにおいて、図６のフローチャートのステップと同様のステップについては、同様の参照符号を付している。
【００７６】
図１６に示すステップＳ９２８で観測期間の満了が確認されると、媒体状況判定部２２７は、所定の稼働端末数閾値Ｔｈ６と稼働端末数（３つ）とを比較して、稼働端末数（３つ）が稼働端末数閾値Ｔｈ６よりも小さい場合には、現在稼働している端末は少ないと判定してステップＳ７０４に移る（ステップＳ９４１）。この場合、媒体状況判定部２２７は、バックオフ処理部１２５が正規バックオフ処理で使用するＣＷテーブルを第１の実施形態で説明した図５のＣＷテーブル２とする媒体状況判定情報を取得する（ステップＳ７０４）。一方、媒体状況判定部２２７が、稼働端末数閾値Ｔｈ６と稼働端末数（３つ）とを比較して、稼働端末数（３つ）が稼働端末数閾値Ｔｈ６よりも大きい場合には、ステップＳ９４２に移る（ステップＳ９４１）。この場合、媒体状況判定部２２７は、所定の稼働端末数閾値Ｔｈ７（Ｔｈ６＜Ｔｈ７）と稼働端末数（３つ）とを比較して、稼働端末数（３つ）が稼働端末数閾値Ｔｈ７よりも大きい場合には現在稼働している端末は多いと判定して、ステップＳ７０６に移る（ステップＳ９４２）。この場合、媒体状況判定部２２７は、バックオフ処理部１２５が正規バックオフ処理で使用するＣＷテーブルを図５のＣＷテーブル３とする判定情報を取得する（ステップＳ７０６）。一方、媒体状況判定部２２７が、稼働端末数閾値Ｔｈ７と稼働端末数（３つ）とを比較して、稼働端末数（３つ）が稼働端末数閾値Ｔｈ７よりも小さい場合には、ステップＳ７０７に移る（ステップＳ９４２）。この場合、媒体状況判定部２２７は、バックオフ処理部１２５が正規バックオフ処理で使用するＣＷテーブルを図５のＣＷテーブル１とする判定情報を取得する（ステップＳ７０７）。このようにして、媒体状況判定部２２７は、バックオフ処理部１２５で用いるＣＷテーブルを決定する判定情報を取得して（図１６のステップＳ９２９）、この判定情報を情報格納部２８に通知する。
【００７７】
次に、情報格納部２８は、ステップＳ９２９で取得された判定情報を記憶する（図１６のステップＳ９３０）。同時に、情報格納部２８は、この判定情報を、バックオフ処理部１２５に通知する。次に、バックオフ処理部１２５は、この判定情報に従って、予め保持しているＣＷテーブル１〜３（図５を参照）の内のいずれかを、正規バックオフ処理に用いる。なお、通信装置２２１が情報格納部２８を備えずに、媒体状況判定部２２７が直接、判定情報をバックオフ処理部１２５に通知してもよい。
【００７８】
以上で説明した通り、通信システム内の各端末（各通信装置２２１）は、それぞれ、観測期間が満了したと判断（ステップＳ９２８）した時点で、上記したバックオフ処理部１２５が正規バックオフ処理を行う際に用いるＣＷテーブルを決定する。ここで、各端末の観測期間の長さは等しく、また、十分に長いことが望ましい。このことによって、各端末は、それぞれ同程度の稼働端末数を算出し、その稼働端末数に従ってそれぞれＣＷテーブルを決定して使用する。この結果として、各端末は、基本的に同じ内容のＣＷテーブルを使用することとなる。
【００７９】
ここで、図５に示す各ＣＷテーブルは、第１の実施形態で説明した通りの特徴を有する。このことによって、第１の実施形態で説明した通り、各端末間で送信機会の平等性が向上し、また、通信システム全体としてのスループットが向上する。
【００８０】
以上に説明した通り、第３の実施形態に係る通信装置２２１は、媒体中のフレームから送信元アドレスを取得して媒体占有状況を判断することで、自律分散的にＣＷテーブルを適切に選択する。この結果として、通信装置２２１は、第１の実施形態に係る通信装置２１と同様の効果を得ることができる。更に、通信装置２２１は、第１の実施形態に係る通信装置２１とは異なり擬似バックオフ処理を行わないので、内部処理を大幅に低減することができ、装置構成を簡略なものにできる。
【００８１】
なお、第１の実施形態の第２の適用例で説明した様に、複数のＣＷテーブル（又は計算式）の代わりに、１つのＣＷテーブルを用いてもよい（図７及び図８を参照）。図１８は、図７に示すＣＷテーブル４を用いる場合において、判定情報を導出するフローチャートである。図１８のフローチャートは、図１７のフローチャートに対して、ステップＳ７０７をステップＳ８０７に置換え、ステップＳ７０６をステップＳ８０６に置換え、ステップＳ７０４をステップＳ８０４に置換えたものである。ここで、ステップＳ８０７、ステップＳ８０６、ステップＳ８０４は、第１の実施形態の第２の適用例で図７及び図８を用いて説明したステップと同様であるので、説明は省略する。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明は、バックオフ制御によって送信フレームの衝突を回避するアクセス方式を採用する通信装置等に利用可能であり、特に、競合分散制御システムにおいて、通信装置間の送信機会の公平性を保ちつつシステム全体のスループットを向上させたい場合等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る通信装置を複数収容する通信システムの構成の一例
【図２】本発明の第１の実施形態に係る通信装置２１の構成例を示す図
【図３】擬似バックオフ処理を説明するための図
【図４】擬似バックオフ処理を行って媒体占有状況を判定して判定情報を取得するフローチャート
【図５】バックオフ処理部２５が備えるＣＷテーブル１〜３を示す図
【図６】ステップＳ４１５において、媒体状況判定部２７が、バックオフ処理部２５で用いるＣＷテーブルを決定する判定情報を導出するフローチャート
【図７】バックオフ処理部２５が備えるＣＷテーブルの一例であるＣＷテーブル４を示す図
【図８】ステップＳ４１５において、媒体状況判定部２７が、ＣＷテーブル４における初期値ポインタ設定値を決定する判定情報を導出するフローチャート
【図９】本発明の第２の実施形態に係る通信装置１２１の構成例を示す図
【図１０】媒体中を伝送されるフレームの構成例を示す図
【図１１】媒体占有状況の観測について説明するための図
【図１２】通信装置１２１が媒体占有状況を観測して判定情報を取得するフローチャート
【図１３】図１２のステップＳ９０７において、媒体状況判定部１２７が、バックオフ処理部１２５で用いるＣＷテーブルを決定する判定情報を導出するフローチャート
【図１４】図７に示すＣＷテーブル４を用いる場合において、判定情報を導出するフローチャート
【図１５】本発明の第３の実施形態に係る通信装置２２１の構成例を示す図
【図１６】通信装置２２１が媒体状況を観測して判定情報を取得するフローチャート
【図１７】図１６のステップＳ９２９において、媒体状況判定部２２７が、バックオフ処理部１２５で用いるＣＷテーブルを決定する判定情報を導出するフローチャート
【図１８】図７に示すＣＷテーブル４を用いる場合において、判定情報を導出するフローチャート
【符号の説明】
【００８４】
１    通信システム
２１、１２１、２２１    通信装置
２２、１２２、２２２  通信制御部
２３    送信部
２４    受信部
２５、１２５    バックオフ処理部
２６、１２６、２２６    媒体情報取得部
２７、１２７、２２７    媒体状況判定部
２８    情報格納部
３１〜３４、１７１〜１７５    送信フレーム
４１〜４３    擬似送信フレーム
５１、５５    スロット
５２〜５４    擬似送信スロット
６１    試行カウンタ
６２    競合勝ちカウンタ
６３    衝突カウンタ
６４    競合負けカウンタ
１０１、１０２、１０３    ＣＷ
１６１    フレーム長カウンタ
２６１    送信元アドレス管理テーブル
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2008010387.tif 000021
【図２】
2008010387.tif 000022
【図３】
2008010387.tif 000023
【図４】
2008010387.tif 000024
【図５】
2008010387.tif 000025
【図６】
2008010387.tif 000026
【図７】
2008010387.tif 000027
【図８】
2008010387.tif 000028
【図９】
2008010387.tif 000029
【図１０】
2008010387.tif 000030
【図１１】
2008010387.tif 000031
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2008010387.tif 000035
【図１６】
2008010387.tif 000036
【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
2008010387.tif 000039
2008010387.tif 000040