JPH06177884A - 無線ローカルエリアネットワーク転送システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 単純かつ効果的な方法で衝突を検出し得るよ
うになした無線ローカルエリアネットワークを制御する
方法を提供する。 【構成】 無線ローカルエリアネットワーク（１０）の
運用方法において、送信を行う局（１２）は媒体が空い
ていることを検出して宛先局と送信元のアドレスを含む
メッセージ（４０）の第１の部分（４３）を送信する。
メッセージの送信は応答窓の区間（５３）で一時中断さ
れこの間に宛先局（１２）はこれも前記発信元および宛
先局のアドレスを含む応答メッセージを送信しなければ
ならない。送信を行う局（１２）が正しい応答メッセー
ジ（４２）を受信しなかった場合には応答窓（５３）に
続く妨害窓（６５）の間に妨害信号を送信して、これに
よって全ての通信局に衝突が発生したことを通報する。
妨害信号を送信していない全ての局は妨害窓（６５）を
監視しており衝突が検出されたかまたはされなかったか
を知ることが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は無線ローカルエリアネッ
トワーク（構内情報交換通信網）の運用を制御する方法
に関する。

【０００２】本発明は複数の無線ローカルエリアネット
ワーク局を含む無線ローカルエリアネットワークにも関
する。

【０００３】

【技術的背景】ローカルエリアネットワーク内の局間で
ネットワーク通信チャネルまたはリンクを共有するため
の様々な方法が周知である。広く使われている方法の１
つはＣＳＭＡ／ＣＤ（衝突検知つきキャリア検出多重ア
クセス）方式として公知である。この公知の方法におい
て、メッセージを送信したい局は情報パケットの転送を
開始する前に転送チャネルが待機状態になるまで聴取を
行う。さらに、転送を開始した後もチャネルの聴取を継
続し、衝突が検出された場合、すなわち１つ以上の局が
情報パケットの転送を開始した場合、このような衝突を
検出した全ての局はメッセージの転送を終了して、全て
の他局に衝突を通知しメッセージ送信を終結しさらなる
メッセージの送信を開始しようとする前に無作為時間待
機するように妨害パターン（または誤伝送パターン）を
送信する。

【０００４】ＣＳＭＡ／ＣＤは国際規格（ＩＳＯ）の対
象であってＩＥＥＥ規格８０２．３号に対応しており、
また局間の転送に有線接続を用いるＬＡＮで一般的に使
用される手順となった。その結果、ＣＳＭＡ／ＣＤによ
るＬＡＮ制御装置チップは広汎に商業的に入手可能とな
った。複数のメーカーがＩＥＥＥ８０２．３規格に適合
したこのようなチップを製造している。その一例がイン
テル社の８２５８６ＬＡＮコプロセッサチップで、米国
カリフォルニア州サンタクララのインテル社から入手可
能である。このようなチップはデータ速度範囲およびバ
ックオフのアルゴリズムなどのＬＡＮで有用な各種機能
とスロット時間持続、再送カウンタオフセットおよび制
限、またフレーム間の時間間隔など設定自在なパラメー
タを提供している。

【０００５】有線接続を用いるＬＡＮでは局間の相互接
続に高価な配線を必要とする欠点を有している。このよ
うな配線の準備は一般に不便であり局の物理的位置の変
更を所望する場合には非柔軟性が問題となる。ＬＡＮの
相互接続配線を置き換えるために無線転送リンクを使用
することが提唱されたが、単一の無線チャネルをこうし
たＬＡＮで使用するような場合には、有線接続ＬＡＮで
のような普通のＣＳＭＡ／ＣＤ手順を適用することが一
般に不可能である。これは信号の送信と受信が同一チャ
ネル上で継起しているため、ダイナミックレンジが広す
ぎることから送信している間には一般に局が受信（また
は聴取）不可能なためである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は単純か
つ効果的な方法で衝突を検出し得るようになした無線ロ
ーカルエリアネットワークを制御する方法を提供するこ
とである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】従って、本発明の１つの
態様では、無線通信チャネル上で動作する複数の局を含
む無線ローカルエリアネットワークであって、上記無線
通信チャネル上に送信局から宛先局へ送信すべきメッセ
ージの開始メッセージ部分を上記送信局から送信する段
階と、上記開始メッセージを受信する上記宛先局に応答
して上記無線通信チャネル上に上記宛先局から応答メッ
セージを送信する段階と、上記応答メッセージが上記送
信局で受信されない場合には上記送信局から上記無線通
信チャネル上に所定の信号を送信する段階を含むことを
特徴とする無線ローカルエリアネットワークの運用を制
御する方法を提供する。

【０００８】本発明にかかる方法において所定の信号の
送信は正しい応答メッセージの受信に失敗したことを表
し、無線通信チャネル上で衝突が発生した場合にこれが
起こることが理解されよう。

【０００９】本発明の別の態様では、無線通信チャネル
上で無線ローカルエリアネットワークを運用するのに適
した複数の無線ローカルエリアネットワーク局を含み、
上記局が上記ネットワーク、第１の局は上記無線通信チ
ャネル上に上記第１の局から第２の局へ送信すべきメッ
セージの開始メッセージ部分を送信するのに適した第１
のモデム装置を含むことと、上記第２の局は上記第２の
局が上記開始メッセージ部分を受信することに応答して
上記無線通信チャネル上に応答メッセージを送信するの
に適した第２のモデム装置を含むことと、上記第１のモ
デム装置は上記応答メッセージが上記第１の局で受信さ
れない場合に上記無線通信チャネル上に所定の信号を送
信するのに適していることを特徴とする無線ローカルエ
リアネットワークを提供する。

【００１０】

【実施例】添付の図面を参照しつつ本発明の実施例の１
つを例として説明する。

【００１１】図１を第１に参照すると、それぞれを個別
に局１２−１から１２−Ｎとして示した複数のＮ個のデ
ータ処理局１２を含む無線ローカルエリアネットワーク
（ＬＡＮ）が図示してある。それぞれの局１２はそれぞ
れ個別に１４−１から１４−Ｎとして図示したアンテナ
１４を有する。通信局１２は共通の単一の無線通信チャ
ネルを通じて別の局と通信を行う。それぞれの局は全て
の他局の包括範囲内に存在するすなわちそれぞれの局１
２がいずれかの他局１２からの送信を受信できるものと
仮定している。

【００１２】図２を参照すると、典型的な通信局１２の
単純化したブロック図が図示してある。局１２はパーソ
ナルコンピュータなどのコンピュータ２０を含み、バス
２４経由でＬＡＮ制御装置２６へ接続している。ＬＡＮ
制御装置２６は周知のＣＳＭＡ／ＣＤ（衝突検出つきキ
ャリア検知多重アクセス）方式の手順に適した商業的に
入手可能なＬＡＮ制御装置でありうる。例えば、ＬＡＮ
制御装置２６は米国カリフォルニア州サンタクララのイ
ンテル社から入手可能なIntel ８２５８６ＬＡＮコプロ
セッサチップでもよい。ＬＡＮ制御装置２６はバス２８
経由で接続され、これがデータおよび制御信号をＲＦモ
デム３０へ搬送し、モデムはアンテナ１４に接続されて
おりこれが無線通信チャネル上への送信のために変調Ｒ
Ｆ信号を提供する。

【００１３】本発明の根幹となる概念は以下のような概
観を勘案することで最も良く理解されよう。図３を参照
すると、図３の上部には送信メッセージ４０のフォーマ
ットの略図がまた図３の下部には応答メッセージ４２の
フォーマットが図示してある。ここで例として局１２−
１などの送信局が局１２−２などの宛先局へメッセージ
を送信したいと仮定する。局１２−１は第１に転送媒体
が空いているかを検出し、空いている場合にはメッセー
ジ４０の送信を開始する。

【００１４】メッセージ４０には、ＩＥＥＥ規格８０
２．３に従ってメッセージのフォーマットに適合した、
調節信号ＭＴ（モデム調節）が送信される第１の調節部
分４４とこれに続けてさらなる調節信号Ｔが送信される
第２の調節部分４６を含む第１の部分４３が含まれる。
追加されている第１の調節部分４４が必要なのは、無線
（たとえばラジオ）送信モデムだと有線（ケーブル）接
続したモデムより長い調節信号が必要とされるためであ
る。次に、送信メッセージ４０の第１の部分４３にはフ
ラグ（Ｆ）部分４８、宛先局アドレス（ＤＡ）５０、お
よび送信局アドレス（ＳＡ）５２がこれらもＩＥＥＥ規
格８０２．３に準拠して続く。

【００１５】送信局１２−１はここで送信を停止し、応
答窓の時限５３の間受信モードに切り替わる。宛先局１
２−２は応答メッセージ４２を送信することによってこ
の間に応答しなければならない。応答メッセージには、
第１の調節部分５４、第２の調節部分５６、フラグ５
８、当初宛先アドレス５０として送信されたのとＤＡア
ドレスと同一のアドレス６０、発信局アドレス（ＳＡ）
に対応するアドレス６２を含む。応答メッセージ４２内
のアドレス６０は応答メッセージ４２の発信元のアドレ
スであり、応答メッセージ４２のアドレス６２は応答メ
ッセージ４２の宛先局のアドレスすなわち当初送信され
たメッセージ部分４３の発信元のアドレスであることは
理解されよう。発信局１２−１は応答メッセージ４２を
検証する。発信局１２−１が応答メッセージ４２内に正
しい発信および応答アドレスＳＡとＤＡを検出できない
場合、発信局１２−１は応答窓５３に続く妨害窓の時限
６５で妨害パターンの送信を開始する。好適実施例にお
いて、妨害パターン６４は搬送波信号の継続的な断続の
変調信号である。発信局１２−１が正しい発信および応
答アドレスＳＡとＤＡを検出した場合には、発信局１２
−１は妨害窓６５の間受信モードのままとどまりその他
の局から送信される妨害パターンの検出を可能としてい
る。妨害パターン６４が妨害窓６５内で検出された場
合、モデム１４−１は衝突が発生したと決定してその局
のＬＡＮ制御装置２６に向けて線１５０上に衝突検出信
号ＣＤＴを送信する。既知の方法では、これによって送
信が中断され無作意待機期間の後に再度試行する。妨害
パターンが妨害窓６５で検出されない場合には局１２−
１はメッセージ４０の残りの部分６６の送信を開始す
る。部分６６はデータフィールド６７およびＣＲＣ（周
回冗長性検査）部分６８を含む。

【００１６】局１２のそれぞれで無線中継媒体が空いて
いることを送信開始前に検出したとしても２つ（または
それ以上）の局１２がほぼ同時に送信を開始してしまい
転送媒体上に衝突を発生させる可能性がわずかながら存
在することは理解しておく必要がある。説明している構
成では、媒体上の局１２の間で別の転送が同時に存在し
ていても宛先局で送信メッセージが正しく受信されるよ
うに発信局１２が無線転送媒体を取り込んだ場合であっ
ても、妨害窓６５で信号が検出されることになるので前
記発信局１２はこのような衝突が発生したことを通知さ
れることになるのが理解されよう。

【００１７】送信および受信モードにおける典型的な局
１２での動作についてこの後さらに詳細に説明する。図
４を第１に参照すると、発信局の動作すなわちメッセー
ジを送信する局の動作についての状態図を表わす流れ図
が図示してあり、囲み８０で図示してあるように、ＬＡ
Ｎ制御装置２６は最初に線１５２経由でモデム３０に送
信要求（ＲＴＳ）信号を送出する。モデム３０は無線チ
ャネルが空いているかを検出して、空いている場合には
調節信号４４、４６の送信を開始し（図３参照）（囲み
８２）、また囲み８４に図示したように、ＬＡＮ制御装
置２６への線１５４で送信可（ＣＴＳ）信号を作動させ
る。調節信号の送信に続けて、モデム３０は囲み８６お
よび８８に図示したような宛先および発信元アドレスＤ
Ａ、ＳＡを含むメッセージ４０の第１の部分４３を送信
する（図３）。囲み９０のように送信データはモデム３
０内で一度貯められる。モデム３０は囲み９２に示すよ
うに、この後で送信を中断して、上記に解説したように
応答窓５３の間受信モードに切り替える好適実施例にお
いては送信中断はモデム３０からＬＡＮ制御装置２６へ
のＣＴＳ信号を停止することで実行される。これに代わ
る方法として、データをモデム３０内部で緩衝すること
が出来るが、この構成ではメッセージが短すぎてＬＡＮ
制御装置２６からモデム３０へメッセージの送信が妨害
窓６５の結果より以前に完了してしまわないことが必要
である。これはＬＡＮ制御装置２６で完全にメッセージ
の転送が完了したかを判断するためである。言い換えれ
ば、別の構成ではＬＡＮ制御装置２６内でパラメータと
して保存されている最短メッセージ長は、メッセージの
送信が妨害窓６５の応答窓５３中で完了しないように設
定される必要がある。

【００１８】応答窓５３が開いている間、モデム３０は
あらゆる受信データの処理を行う。受信データ内で宛先
アドレスＤＡと発信元アドレスＳＡが識別されない場
合、妨害パターンが生成され妨害窓内で送信される（囲
み９６）。これにより妨害窓６５の間受信モードにある
全ての局１２すなわち妨害パターン６４を送信していな
い全ての局に衝突が検出されなかったことを通知する。
この後、モデム３０は衝突検出信号（ＣＤＴ）を生成す
る（囲み９８参照）。ＣＤＴ信号は線１５０経由で制御
装置２６へ送出することで送信を中断して上述のように
無作意の待機時間の後で再試行を行わせるものである。

【００１９】正しい宛先アドレスＤＡと発信元アドレス
ＳＡが受信データ内で認識された場合、局は受信モード
にとどまり、流れ図を囲み１００へ進み、妨害窓６５内
で妨害パターン６４が検出されたかを決定する。妨害パ
ターン６４が検出されない場合、流れ図を囲み１０２へ
進み、モデム３０は送信モードに切り替えてメッセージ
４０の残りの部分６６を送信する（図３参照）。このあ
と流れ図は線１０４で図示したように初期状態へ復帰す
る。妨害パターン６４が検出された場合、衝突検出信号
ＣＤＴが生成され（囲み９８）ＬＡＮ制御装置２６へ送
出されることによって送信を中断し無作意の待機時間の
後で再試行を行う。

【００２０】図５を参照すると、宛先局１２すなわち無
線転送チャネルからメッセージを受信する局の動作につ
いての状態図を表わす流れ図が図示してある。最初に、
囲み１２０で示したように、モデム３０は転送媒体を検
出し搬送波信号が検出された場合にはキャリア検出信号
ＣＲＳを線１５６に送出する（図２）。これが行われる
時点で囲み１２２に示したように線１５４上のＣＴＳ信
号は停止され、モデムは受信データを一時保存する（囲
み１２４）。受信データが分析されて局側でそれ自体の
アドレスを認識したすなわちＤＡが一致した場合、囲み
１２６に図示したように局は送信モードに切り替わり応
答窓５３の間に応答メッセージを送信する（囲み１２
８）。局はここで受信モードに復帰して妨害窓６５の間
妨害パターン６４が存在するか転送媒体を検出する（囲
み１３０）。妨害パターン６４が認識されない場合、受
信データはバス２８経由でＬＡＮ制御装置２６へ送出さ
れ（囲み１３２）、流れ図は線１３４で図示したように
初期状態へ復帰する。妨害パターンが検出されると衝突
検出信号ＣＤＴが生成され囲み１３６に図示したように
ＬＡＮ制御装置２６へ線１５０（図２）経由で送出され
る。流れ図はこの後線１３４を通って初期状態に復帰す
る。

【００２１】囲み１２６に戻ると、受信モデムが受信デ
ータ中にこれのアドレスを認識できなかった場合、応答
メッセージ４２は生成されないことになるが、妨害窓６
５では妨害パターン６４を囲み１３８に示すように検出
する。妨害パターン６４が検出されると、流れ図では囲
み１３６へ進みＣＤＴ信号が生成されＬＡＮ制御装置２
６へ線１５０経由で送出される。妨害パターン６４が検
出されない場合、流れ図は線１３４を通って直接初期状
態へ復帰する。

【００２２】前述の説明に照らして、妨害窓６５の間に
全てのモデム（妨害パターンを送信しているモデム以
外）が無線通信チャネルで妨害パターン６４を検出す
る。妨害窓６５の間に妨害パターンを認識する全てのモ
デムはそれらのＬＡＮ制御装置２６へＣＤＴ信号を送出
する。上述したように、妨害パターン６４は搬送波信号
の断続変調の繰返しであることが望ましい。妨害パター
ンを送信する全てのモデムは搬送波信号の断続的な変調
に同期してこれを送信する。この搬送波の断続による変
調送信はたとえば搬送波のオン時間とオフ時間の長さを
検出することで有効妨害パターンとして識別することが
容易に可能である。このような検出方法は１つ以上のモ
デムが妨害パターン６４を送信している場合であっても
有効で、これは前述のように妨害パターンを送信する全
てのモデムでおなじ妨害パターンが同期して送信される
ためである。また、このような妨害パターンはこれを受
信するモデムが応答メッセージ中に含まれる調節信号で
任意に調節されまたこのような妨害パターンを送信する
モデムからの妨害パターンを受信するように任意に調節
されていない場合でも容易に識別できる。

【００２３】解説した好適実施例の変更も可能である。
別の構成の１つにおいて、メッセージ４０の第１の部分
４３（図３）を送信し正しい応答メッセージ（図３）を
受信したモデム３０は、妨害パターン６４が妨害窓６５
内で検出された場合であってもメッセージ４０の残りの
部分の送信を継続することが出来る。無線通信チャネル
における取り込みの効果は非常に強く送信モデム３０が
チャネルを獲得し別のモデム３０による別の転送が存在
している場合でも良好な転送が実現されることは理解さ
れよう。この別の構成の効果は、チャネルを獲得した局
で送信を継続することが出来る一方で、うまく送信でき
なかったその他の全ての局はその送信を一時遅らせるこ
とになるということである。この別の構成の利点は、衝
突があっても良好な転送を継続できることで帯域が最適
に利用されるため、帯域幅の利用度が増大することであ
る。

【００２４】上述の好適実施例は従来のケーブル配線に
よるＣＳＭＡ／ＣＤの実装に比べて性能の低下が明らか
であることは理解されよう。しかしこのような性能の低
下は限られたものであり許容範囲内である。例えば、お
よそ２００ビットの調節区間と８００ビットのメッセー
ジ長を有するＣＳＭＡ／ＣＤの配線による実装では最大
でほぼ８０％の生データ帯域が利用可能である。上述の
システムにおいては、約２００ビットの調節区間、約３
００ビットの応答窓、約１００ビットの妨害窓では最大
限利用可能な生データ帯域幅はメッセージ長８００ビッ
トで約５７％に減少している。

【００２５】

【発明の効果】このように、本発明は、標準的ＣＳＭＡ
／ＣＤ手順を単一の無線通信チャネルすなわち占有し得
る媒体で使用可能な装置ならびにその方法を提供する。
各送信局１２は送信が無効であることを検出して衝突検
出信号を生成することが出来る。またこれの送信が別の
送信と衝突した場合媒体を占有した局に通知されて当該
局に衝突検出信号を提供できる。このような局は待機し
なければならないことがありまたは前述の変更した構成
にしたがって送信を（成功裏に）継続することが許可さ
れることがある。つまり標準ＣＳＭＡ／ＣＤ手順を適用
することが可能である。詳述したシステムのさらなる利
点は集中制御局を使用していない（分散システムをな
す）ことである。またコスト面で有利なデジタル論理に
よって実装を実現することが可能である。前述のように
何らかの性能の低下がみられるが、このような劣化の度
合は一般に許容し得るものである。要約するに、本発明
により単純かつ効果的な方法で衝突を検出し得るように
なした無線ローカルエリアネットワークを制御する方法
を提供する。

【図面の簡単な説明】

【図１】無線ローカルエリアネットワークの略図であ
る。

【図２】図１のネットワーク内に含まれる通信局の構成
を図示したブロック図である。

【図３】図１のネットワークの運用において使用される
送信メッセージと応答メッセージの略図である。

【図４】通信局の送信モードにおける状態図を示す流れ
図である。

【図５】通信局の受信モードにおける状態図を示す流れ
図である。

【符号の説明】

１０ 無線ＬＡＮ １２ 通信局 １４ アンテナ ２０ コンピュータ ２４ バス ２６ ＬＡＮ制御装置 ２８ バス ３０ ＲＦモデム ４０ 送信メッセージ ４２ 応答メッセージ ４３ メッセージの第１の部分 ４４ 第１の調節部分 ４６ 第２の調節部分 ４８ フラグ ５０ 宛先局アドレス（ＤＡ） ５２ 送信局アドレス（ＳＡ） ５３ 応答窓 ５４ 第１の調節部分 ５６ 第２の調節部分 ５８ フラグ ６０ アドレス ６２ アドレス ６４ 妨害パターン ６５ 妨害窓

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無線通信チャネル上で動作する複数局
   （１２）を含む無線ローカルエリアネットワーク（１
   ０）の運用を制御するための方法であって、送信局（１
   ２）から宛先局（１２）へ送信すべきメッセージ（４
   ０）の先頭メッセージ部分を前記送信局（１２）から前
   記無線通信チャネル上に送信する段階と、前記宛先局
   （１２）が前記先頭メッセージ部分（４３）を受信する
   ことに応答して前記宛先局から前記無線通信チャネル上
   へ応答メッセージ（４２）を送信する段階と、前記応答
   メッセージ（４２）が前記送信局（１２）で受信されな
   い場合には前記送信局（１２）から前記無線通信チャネ
   ル上に所定の信号を送信する段階を含むことを特徴とす
   る方法。
2. 【請求項２】 無線ローカルエリアネットワーク（１
   ０）の無線通信チャネル上で動作するのに適した複数の
   無線ローカルエリアネットワーク局（１２）を含み、第
   １の通信局（１２）は前記無線通信チャネル上に前記第
   １の通信局から第２の通信局（１２）へ送信すべきメッ
   セージ（４０）の先頭メッセージ部分（４３）を送信す
   るのに適した第１のモデム手段（３０）を含むことと、
   前記第２の通信局（１２）は前記第２の通信局（１２）
   が前記先頭メッセージ部分（４３）を受信することに応
   答して前記無線通信チャネル上に応答メッセージ（４
   ２）を送信するのに適した第２のモデム手段を含むこと
   と、前記第１のモデム手段（３０）は前記応答メッセー
   ジが前記第１の通信局（１２）で受信されない場合に前
   記無線通信チャネル上へ所定の信号を送信するのに適し
   ていることを特徴とする無線ローカルエリアネットワー
   ク。