JPH06205009A - データ通信ネットワーク及びその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】パケットの衝突を検出して再送を行うタイプの
ＬＡＮの物理層を無線で実現する場合、ネットワーク内
の任意のステーションが他の任意のステーションの送信
を検出することができるとは限らないことが問題とな
る。 【構成】伝送に使用するコードは、２つの送信データが
重なって受信された場合にはエラーとなるようにコーデ
ィングされている。送信側ステーションは受信側ステー
ションからパケットを正しく受信した旨の確認信号を受
信してから次のパケットの送信を開始する。所定時間内
に確認信号を受信できなかった場合には送信を中止す
る。他のステーションで送信を行いたいものは、データ
チャネル上で送信が行われていることを検出してから、
ランダムな長さの期間（ただし、２つの確認信号の間隔
以上）だけ待ってから送信を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、共有された通信媒体を
介して複数の局の間で、例えば異なったコンピュータま
たはコンピュータユーザの間でデータ通信を行なうネッ
トワーク及びその方法に関し、これに限るというわけで
はないが特に赤外線ネットワークのような無線ネットワ
ークに関する。

【０００２】

【従来技術及びその問題点】データ通信ネットワークは
すでに周知である。これらは、同軸またはツイステッド
ペアケーブルのような通信媒体を使用する有線ネットワ
ーク、及び無線周波数または赤外線周波数における電磁
放射のような通信媒体を使用する無線ネットワークを含
んでいる。無線ネットワークは、移動局、例えば小型の
ポータブルコンピュータとの通信手段として重要度が増
すものと考えられている。

【０００３】このようなネットワークにおいては、一般
に、通信媒体を介して通信を希望する局による通信媒体
へのアクセスを統制する何らかの方法を提供することが
必要である。有線ネットワークの場合には、これは、典
型的にはイーサネットネットワークのように異なった局
による相争う送信（衝突）を検出して解消することによ
って、またはトークンリングネットワークのように局が
特定の送信機会を確保できるようにすることによって行
なわれている。どちらのアプローチも、ネットワーク内
のすべての活動中の局との通信が本来可能であり、衝突
の検出または共通の基準時間フレームの分配ができるの
で、比較的直接的に構成される。

【０００４】無線ネットワークの場合には、これら両方
のアプローチは、特に“隠された”局があるかもしれな
いという観点から問題に突き当たる。局は移動可能なも
のでもよくあるいは物理的接続なしでネットワークに加
わることができるので、異なる２つの局が第３の局と送
信しようとしたとき、これらの２つの局は夫々この第３
の局と通信できるが互いには通信できないという可能性
がある。これらの状況では、他方の局からの同時の送信
を送信局がモニタすることに頼る衝突検出法は失敗す
る。この問題は、赤外線無線ネットワークの場合に特に
困難を引き起こす。なぜなら、赤外線放射は基本的に直
線見通し及び非貫通の性質を有し、視覚的に不透明なほ
とんどあらゆる障害物によって遮蔽されるからである。
さらにこのようなネットワークにおける使用に適した赤
外線源は通常は全方向性ではなく、また２つの局の間の
伝送経路は伝搬特性が可逆的ではなく、それにより問題
をさらに悪化させることがある。

【０００５】

【目的】本発明の目的は、無線媒体を介して通信でき、
また少なくともこの問題を緩和するネットワークを提供
することにある。

【０００６】

【概要】本発明の１つの側面によれば、共有された通信
媒体を介して複数の局の間でデータ通信を行なうネット
ワークが提供され、そこにおいて、データシンボルと確
認シンボルを含む有効シンボルの予め定められたセット
を有する符号を使用して媒体を介して送信するデータを
コード化するように構成された複数の局が設けられてお
り；これらの局が、シンボルの連続グループとしてデー
タを送信するように構成されており；それぞれの局は、
媒体を介してデータを受信したとき、受信されたそれぞ
れのデータシンボルが有効であるかどうかチェックし、
またデータシンボルのグループを受信した後に、受信さ
れたシンボルのすべてのグループが有効であった場合に
は媒体を介して確認シンボルを送信するように、構成さ
れており；それぞれの局は、媒体を介して送信すべきデ
ータを有するとき、この局が別のいずれかの局からもデ
ータシンボルや確認シンボルをなにも受信せずに所定の
期間が経過するまで送信を差し控えるように構成されて
おり；データシンボルのグループを送信したそれぞれの
局は、データシンボルのグループを送信した後の所定の
時間間隔内に有効な確認シンボルを受信した場合にだ
け、送信を続けるように構成されている。

【００１１】好ましくは、前記セット以外のすべての可
能なシンボルは無効であり、また異なったデータシンボ
ルを重ね合わせたものはいずれも有効データシンボルで
はないシンボルを形成する。

【００１２】シンボルのセットは、メッセージスタート
シンボルを含んでいてもよく、また局は、前記媒体を介
して送信すべきデータを有する場合、メッセージスター
トシンボルを送信し、また前記メッセージスタートシン
ボルに応答した確認シンボルを受信したときにだけ、そ
れ以後のシンボルを送信するように構成することができ
る。その代わりにそれぞれの局は、送信すべきデータを
有する場合、前記データを受信するように指定された局
を識別する複数のシンボルを送信し、また複数のシンボ
ルに応答して確認シンボルを受信した場合にだけ、それ
以後のシンボルを送信するように構成してもよい。好ま
しくは、どちらの場合にも、データを受信するように指
定された局を識別するシンボルを受信した局は、受信し
た前記シンボルが有効であり、自分がデータを受信する
ように意図された局であることを前記シンボルによって
識別された場合にだけ、これに応答して確認シンボルを
送信する。

【００１３】それぞれの局は、媒体を介して送信すべき
データを有する場合、この局が予め定められた閾値信号
強度より大きな信号を何も受信しない状態で予め定めら
れた時間が経過するまで送信を差し控えるように構成し
てもよい。しかし媒体を介して送信すべきデータを有す
る局は、別の局による送信が終了したことの表示を受信
した場合、予め定められた期間内に送信を開始してもよ
い。好ましくは、送信の開始を表示する１つまたは複数
のシンボルを受信した局は、何も受信せずに予め定めら
れた期間が経過しないかぎり、このシンボルに応答して
確認シンボルを送信することを待ってもよい。

【００１４】本発明の別の側面によれば、共有された通
信媒体を介して複数の局の間でデータを通信する方法が
提供され、そこにおいて、データシンボルと確認シンボ
ルを含む有効シンボルの予め定められたセットを有する
符号を使用して媒体を介して送信するデータをコード化
し；前記シンボルの連続グループとしてデータを送信
し；前記媒体を介してデータを受信した局は、受信され
たそれぞれのデータシンボルが有効であるかどうかチェ
ックし、また前記データシンボルのグループを受信した
後に、前記受信されたシンボルのすべてのグループが有
効であった場合には前記媒体を介して確認シンボルを送
信し；前記媒体を介して送信すべきデータを有する局
は、この局が別のいずれかの局からどのようなデータシ
ンボルもまたはどのような確認シンボルも受信すること
なく予め定められた期間が経過するまで送信を待ち；前
記データシンボルのグループを送信した局は、前記デー
タシンボルのグループを送信した後の予め定められた時
間間隔内に有効な確認シンボルを受信した場合にだけ、
送信を続ける。

【００１９】本発明の第３の側面によれば、共有された
通信媒体を介して別の局とデータを通信する局が提供さ
れ、そこにおいて、送信手段と受信手段；データシンボ
ルと確認シンボルを含む有効シンボルの予め定められた
セットを有する符号を使用して前記媒体を介して送信す
るデータをコード化する手段；前記送信手段に接続され
て、前記シンボルの連続グループとしてデータを送信す
る手段；禅機送信手段及び禅機受信手段に接続されて、
前記媒体を介してデータを受信したとき、受信されたそ
れぞれのデータシンボルが有効であるかどうかチェック
し、また前記データシンボルのグループを受信した後
に、受信されたシンボルのすべてのグループが有効であ
った場合に前記媒体を介して確認シンボルを送信する手
段；前記送信手段及び前記受信手段に接続されて、この
局が別のいずれかの局からどのようなデータシンボルも
またはどのような確認シンボルも受信することなく予め
定められた期間が経過するまで、前記媒体を介したデー
タの送信を禁止する手段；及び前記送信手段及び前記受
信手段に接続されて、局がデータシンボルのグループを
送信したとき、前記データシンボルのグループを送信し
た後の予め定められた時間間隔内に有効な確認シンボル
を受信しないかぎり、継続した送信を禁止するように動
作する手段が設けられる。

【００２５】データシンボルのグループは、予め定めら
れた最大数のデータシンボルを含んでいてもよいが、メ
ッセージの最後にあるグループは、最大数よりも少ない
個数のシンボルしか含んでいないこともある。シンボル
のセットは、メッセージの末端の後ろに現れるメッセー
ジ終了シンボル及び／または確認シンボルを含んでいて
もよい。

【００２６】

【実施例】本発明を適用可能なネットワークの例が図１
に示されている。２つの局Ａ及びＣ（これらは例えばパ
ーソナルコンピュータ、プリンタのようなコンピュータ
周辺装置、または小型の手持ち計算器具であってもよ
い）は、隔壁Ｐの両側に配置されており、また第３の局
Ｂから離されている。それぞれの局Ａ、Ｂ及びＣは、変
調された赤外線放射により局間で情報を通信するために
送信機Ｔ及び受信機Ｒを有する。図１に破線の矢印で示
すように、局ＡとＣは、それぞれ局Ｂと直接通信できる
が、これら２つの局は、これら２つの局の間の直線見通
し経路が不透明な隔壁Ｐによって遮蔽されているので、
互いに通信することはできない。さらに局Ａは、局Ｃが
送信しているかどうかを直接検出することはできず、そ
の逆もまた成り立つ。従って両方の局Ａ及びＣが、同時
に局Ｂに送信を試みると、この局Ｂは、正しく受信する
ことができない干渉信号を検出するであろう。両方の局
Ａ及びＣから通信を再送信することが必要になり、時間
と電力を浪費する。小さなパーソナル型でバッテリー電
源の装置では、いかなる電力浪費も特に不都合である。

【００２７】このような浪費を避けるため、本発明は、
干渉がはっきり判るようにする信号コード化構成を使っ
て、進行中の通信が擾乱を受けていないことを受信局に
よって周期的に確認する機構を提供する。

【００２８】ここで説明するシステムは、ローカルエリ
アネットワークを説明するように変形されたネットワー
クサービスに関する７層ＯＳＩモデルの物理層及びデー
タリンク層のメディアアクセスコントロール（ＭＡＣ）
の部分を実現している。完全なパケットの受信の確認、
壊れたかあるいは失われたパケットの再送の要求、及び
受信されたパケットの正しいシーケンスへの組み立ての
ような機能は、当業者には明らかなように、このネット
ワークモデルのさらに高次の層において考慮されている
サービスによって実行されるものと考えられる。これら
のサービスは、本発明の動作の一部ではないので、詳細
には説明しない。

【００２９】本発明における物理層において使用される
可能な信号コード化構成のひとつを図２に示す。通信す
べきデータビットは、対になるようにグループ化されて
おり、またデータビット対の各々は、４つの符号ビット
を有する符号シンボルを使用して（いわゆる２Ｂ／４Ｂ
コード化）、赤外線チャネルを介して通信される。使用
した特定のシンボルは、それぞれ可能なデータビット対
に対して、４つの符号ビットのうち１つだけが１の値を
有し、残りの３つのビットは０の値を有するように選択
され、それぞれのシンボル内の１の値を持つ位置は、そ
れぞれのデータビット対毎に異なっている。

【００３０】局間で通信すべきデータは、例えばイーサ
ネットネットワークにおいて使用されるものと同様にパ
ケットに分割され、またパケットは、アドレス及び制御
情報と組み合わされ、局間の実際の伝送のためのフレー
ムを形成する。特別な符号シンボルは、フレームの開始
（ＳＤ）と終了（ＥＤ）を表示するように定義されてい
る。第３の特別なシンボル（ＯＫ）は、確認シンボルと
して受信局が使用するために与えられており、受信され
た符号シンボルが有効であることを確認する。また第４
の特別なシンボル（ＥＯＫ）は、フレームの最後で同じ
目的に使用される。ＳＤ、ＥＤ、ＯＫ及びＥＯＫシンボ
ルは、１の値を有するビットが２つまたはもっとあると
いう点でデータ符号とは区別される。

【００３１】図２に示した符号シンボルは、送信しても
よい有効シンボルだけである。他のどの４つの符号ビッ
トのセットも無効であるとみなされる。どのような２つ
またはもっと多くのデータ符号シンボルを重畳させた結
果も、データ符号シンボルとして無効である合成“シン
ボル”を構成することは明らかである。例えばデータビ
ット対“００”と“０１”を表わす符号シンボルが重畳
すると、その結果生じる符号シンボルは１１００であ
る。これは１の値を有する２つのビットを含み、従って
即座に無効であると認識することができる。

【００３２】図３は、局間で伝送するデータのフレーム
の構造を示している。フレームは、ＳＤ符号シンボルで
始まり、次に、データを受信させたい局のアドレスを識
別する２４個のデータシンボル（４８ビット）が続き、
その次には送信局のアドレスを識別するもう１組の２４
のデータシンボルが続く。これらのアドレスの次には、
一連のデータ符号シンボルが続く。このデータ符号シン
ボルは受信局に渡すべき情報のパケットをコード化して
いる。その次には、１６個のシンボル（３２ビット）の
フレームチェックシーケンスが置かれる。これはこのシ
ーケンスよりも前にある符号シンボルから導きだされた
ＣＲＣ符号を含み、受信局で誤りのチェックと検出がで
きるようにする。フレームはＥＤ符号シンボルによって
終了する。

【００３３】ＳＤシンボルの後、フレームはシンボルの
連続ブロックとして送信される。ＥＤシンボルを含むブ
ロックを除いて、それぞれのブロックは、図４の（ａ）
及び（ｂ）に示すように、６４個のシンボルを含んでい
る。図４の（ａ）を参照し、また通信チャネルがアイド
リング状態であると仮定すれば、局Ａは、ＳＤシンボル
を送信することによってフレームの送信を開始する。そ
の直後に“ブランク”シンボル、すなわち局Ａが送信を
行なわない期間における４符号ビット期間が入る。この
ＳＤシンボルを正しく受信した局は、ＯＫシンボルを送
信することによってブランクシンボル周期の間に応答す
る。本実施例において、局ＡはこのＯＫシンボルを受信
したかどうかに従ってその動作を変更することはない。
それにもかかわらず、この時点でのＯＫシンボルの送信
は、ＯＫシンボルを受信したが、局Ａから直接信号を受
信できない別の局に対して、データ送信が始まってお
り、従って干渉を避けるために送信を差し控えるように
警告を与える。

【００３４】局Ａは、次にフレームの６４個のシンボル
の第１ブロック（データブロックＡ）を送信する。この
ブロックの先頭の２４個のシンボルＤＡ１−ＤＡ２４は
送り先アドレスを有し、次の２４個のシンボルＤＡ２５
−ＤＡ４８は局Ａのアドレスを有し、またこの第１ブロ
ックの最後の１６個のシンボルＤＡ４９−ＤＡ６４は通
信すべき実際の情報の最初の３２のビットを含んでい
る。このデータブロックの次に、ブランクシンボルの期
間が置かれる。

【００３５】このデータブロックＡを受信したそれぞれ
の局は、２つの作業を実行する。すなわちそれぞれの６
４個のシンボルが有効データ符号シンボルであるかどう
か（すなわち１の値を有するビットを１つしか含んでい
ないかどうか）チェックし、またシンボルＤＡ１−ＤＡ
２４に含まれた送り先アドレスを抽出して自分の局アド
レスとこれを比較する。すべてのシンボルが有効である
ならば、アドレスがデータブロックＡ内のものと一致し
た局は（もしあれば）、データブロックＡに続くブラン
クシンボル周期内にＯＫシンボルを送信する。

【００３６】意図した送り先局がデータブロックＡを受
信しなかった場合（その場合どの局もその局アドレスと
の一致を検出しない）、または６４個のシンボルのいず
れかが無効であった場合（これは例えば別の送信との衝
突が生じたことを意味する）、その後にＯＫシンボルが
現れることはない。この場合送信局Ａは、データの送信
を終了し、またランダムな“バックオフ(back-off)”間
隔の間待機してから別のフレームの送信を試みる。上述
したように、妨害されたフレームに含まれた情報のパケ
ットが正しく送信されなかったことを認識して再送を準
備する作業は、ネットワークモデルのここで述べた層の
上の層のサービスによって周知のように行なわれる。

【００３７】局Ａが意図した受取局が（図４（ａ）の局
Ｂ）がデータブロックＡを正しく受信したことを表わす
ＯＫシンボルを受信した場合には、局Ａは６４個のシン
ボルの別のブロック（Ｂ）を送信し、次にブランクシン
ボル期間を送信する。局Ｂは、６４個の有効なシンボル
を受信すると、この期間中に別のＯＫシンボルによって
応答する。データブロックを送信し、その後にシンボル
の有効性の確認を行うこのサイクルは、局Ａが送信すべ
きデータを有し、また局Ｂが個の送信データを受信した
ときにそのデータが壊れていないかぎり継続される。局
Ａは、送信すべきデータの最後に達すると、最終ブロッ
ク（図４（ｂ）のデータブロックＺ；このデータブロッ
クＺの送信の最後の１７個のシンボルは、フレームＣＲ
Ｃ、それに続いてＥＤシンボルを含んでいる）を送信す
る。データブロックＺ内のすべてのシンボルが正しく受
信されたものとすると、受信局Ｂは、ＥＯＫシンボルに
よって応答する。

【００３８】フレーム内のデータブロックの総数、及び
最終データブロック内のシンボルの個数は、もちろんフ
レーム毎に変化することがある。

【００３９】データブロック内のあるシンボルが、局Ｂ
によって受信されたときに正しくなかった場合、局Ｂ
は、このブロックの後のブランクシンボル期間の間のＯ
Ｋ（またはＥＯＫ）シンボルの送信を差し控える。局Ｂ
がＯＫシンボルを送信しなかったので、またはある種の
干渉のため（例えば物体が局ＡとＢの間の直線見通し経
路を遮蔽する場所へ動いて来た）に送信局Ａがこのよう
なＯＫシンボルを受信することに失敗した場合、局Ａ
は、このブロックを含むフレームの送信を放棄する。続
いて別のフレームの送信を試みる前に、ランダムな期間
のバックオフ期間の間待機する。可能性のあるバックオ
フ期間の期間の範囲は、予期したＯＫシンボルまたはＥ
ＯＫシンボルが受信されなかった場合、２倍になる。

【００４０】局は、データ自体を送信していないとき、
別の局から受信されるデータシンボルがないかどうか通
信チャネルをモニタする。このデータフレームがこの局
へ向けられたものであることを、この局が受信したシン
ボルが示しているとき、上述のように応答する。そうで
ない場合には、予め定められた閾値信号強度以上の何ら
かの信号が受信されると、この局はタイマをリセットす
る。このような信号は、送信局からのデータシンボル、
別の受信局からのＯＫ／ＥＯＫシンボル、シンボルをデ
コードするには遠すぎる局からの送信、またはネットワ
ークに入っていない装置による送信かもしれない。この
タイマは、６４個のシンボルからなる１データブロック
の期間に等しい期間の予め定められた待ち期間を提供す
る。この局が送信すべきデータを持っている場合、タイ
マによって定義された待ち期間が経過するまで、送信し
ようとするのを差し控える。待ち期間はデータブロック
程度の長さであるので、以前からの送信を継続していた
別の局からのＯＫシンボルを受信すると、タイマをリセ
ットして、別の待ち期間を開始する。待っている局が送
信できるようになるのはこの新たな待ち期間が終了して
からである。タイマがリセットされることなく待ち期間
が経過すると、局は、送信を待っていた２つまたはそれ
以上の局が同時に送信を開始する可能性を最小にするた
め、送信を開始する前に短い間隔（上述のバックオフ期
間に等しい）だけ待つ。

【００４１】このタイマは、フレームを受信した局によ
る最初のＯＫシンボルの送信も制御する。ＳＤシンボル
を受信したが、このＳＤシンボルが到来したときには待
ち期間がまだ終わっていなかった場合、この局は、現に
進行している別の送信との間で生じることがある干渉を
防ぐため、これに応答してＯＫシンボルを送信しない。

【００４２】しかしデータブロックの期間により分離さ
れた２つのＯＫシンボルを受信した後でＥＯＫシンボル
を受信し、またこれら３つのシンボルの間では干渉を起
こす送信が現れなかった場合、または有効データシンボ
ルの２つのブロックを受信した後でＥＤシンボルを受信
した場合、所定時間の経過前に待ち期間を終了させても
よい。これらの事象の組合せは、完全なフレーム伝送が
ちょうど終了し、従ってこれらの事象を検出した局がラ
ンダムな期間のバックオフ期間後に送信に着手してよい
ことを示している。同様にこれらの状況において、局
は、満了していない待ち期間を無視して、ＳＤシンボル
にＯＫシンボルで応答してもよい。

【００４３】今説明した機能を実現する回路を図５（送
信機Ｔ）及び図６（受信機Ｒ）に示されている。図５の
送信機Ｔの動作は、図７及び８の状態機械図によって示
され、また図６の受信機Ｒの動作は、図９の状態機械図
によって示されている。図５及び図６でブロックを相互
接続する矢印はデータ及び制御信号の流れを一般的な表
現で表わしている。

【００４４】図５を参照すれば、送信機Ｔは、送信端末
１０として表されている回路に接続された送信インター
フェース１００を有する。この送信端末は、送信機を含
む局内に配置され、また送信すべきデータを発生する。
送信端末１０は、送信すべきデータ及びデータを通信す
べき送り先局のネットワークアドレスを送信インターフ
ェース１００に供給する。送信インターフェース１００
は、送信すべきデータを適当な寸法のパケットに分割す
る。

【００４５】一方、送信インターフェース１００は、送
信バッファ１１０及びＭＡＣタイミング回路１２０に接
続されており、また送信バッファ１１０とＭＡＣタイミ
ング回路１２０も相互に接続されている。インターフェ
ース１００が送信すべきデータパケットを持っている場
合、インターフェース１００は、パケットを受け取るよ
うに転送バッファ１１０に合図してパケットデータと送
り先アドレスをバッファ１１０に転送し、次にこのバッ
ファに合図してパケットを送信させる。

【００４６】バッファ１１０は、送信すべきパケットを
有する間は、このことをＭＡＣタイミング回路１２０に
合図し、また（例えば干渉がくり返し起こったためにバ
ックオフ期間の長さの範囲が過度に延長されたために）
送信が放棄されたことを表わす信号をこの回路から受信
しないかぎり、送信機フレーム及びＣＲＣ回路１３０に
送り先アドレスとデータを送信する。この回路１３０
は、送り先アドレスとデータを自分の局のアドレス（送
信元アドレス）と共に組み立ててフレームを作り、この
フレームについてのＣＲＣを計算してこのフレームに付
加する。回路１３０が、上述の待ち期間が進行していな
いことを表わすイネーブル信号をＭＣＡタイミング回路
１２０から受け取ると、回路１３０は、フレームの内容
をコード化したデータシンボルを送信データブロック回
路１４０に転送する。

【００４７】一方、送信データブロック回路１４０は、
データシンボルのブロックを、またそうするのが適切な
場合にはＳＤ及びＥＤシンボルを、各シンボルを（図２
において定義したような）それに対応する４つのデータ
ビットのセットにコード化する送信ラインコード化回路
１５０に転送し、また（赤外線発光ダイオードのよう
な）赤外線放射器１６０を付勢して送信クロック１７０
からのクロックパルスと同期してこれらのビットを送信
する。

【００４８】完全なデータブロックを送信しおわると、
送信ラインコード化回路１５０はチャネルモニタ１８０
にこのことを合図し、チャネルモニタ１８０が赤外線セ
ンサ１９０を介してＯＫ（またはＥＯＫ）シンボルの受
信を待つブランクシンボル期間を定義する。このシンボ
ルがブランクシンボル期間内に受信され、データブロッ
ク１４０内のすべてのシンボルが正しく受信されたこを
と示すと、チャネルモニタ１８０は、（もしあれば）次
のデータブロックの送信を継続することを送信データブ
ロック回路１４０に合図する。必要な場合には、送信ラ
インコード化回路１５０は、それぞれのデータブロック
の初めに基準パルスを挿入して、送信されたパルスシー
ケンスに対する受信機の同期を助けることができる。

【００４９】ブランクシンボル期間内にＯＫまたはＥＯ
Ｋシンボルが受信されなかった場合、チャネルモニタ１
８０は、このことをエラーとしてデータブロック回路１
５０に合図し、送信ラインコード化回路１５０へのデー
タシンボルの転送を終了させる。エラー信号は、送信フ
レーム及びＣＲＣ回路１３０を介して送信バッファ１１
０へも戻され、これら回路が現在のフレームの処理を継
続することを禁止する。

【００５０】チャネルモニタ１８０は、赤外線センサ１
９０によって通信チャネル上に信号が検出され、ネット
ワーク内の別の局間で通信が行なわれていることが示さ
れたときはいつでも、ＭＡＣタイミング回路１２０にチ
ャネル閉塞信号を供給する。このチャネル閉塞信号は、
時間間隔クロック２００からの信号と共にＭＡＣタイミ
ング回路１２０によって利用され、送信機が新たに送信
しようとするまでの待ち期間を定義する。電力を節約す
るため、ＭＡＣタイミング回路１２０とクロック２００
は、送信バッファ１１０が上述のように送信を待つパケ
ットを有することを示している場合にだけ動作するよう
に構成してもよい。

【００５１】フレームの送信状態（特に予期したＯＫシ
ンボルが存在しないことによる何らかの中断という状
態）は、送信バッファ１１０によって送信インターフェ
ース１００に逆に合図され、また一般的な送信機状態
（例えば送信中またはバックオフ中）が同様にＭＡＣタ
イミング回路１２０により送信インターフェース１００
に合図される。

【００５２】図６を参照すれば、受信機Ｒは受信ライン
コード化回路２１０を有している。受信ラインコード化
回路２１０は、赤外線センサ１９０によって検出された
赤外線信号をそれに対応するシンボルにデコードし、こ
のデコード結果をデータブロック回路２２０へ送る。こ
の回路２１０はまた、データブロックを受信している間
に何らかの無効データシンボルが受信されたかどうかに
ついて、及びＳＤ及びＥＤシンボルが検出されたとき、
その旨合図する。

【００５３】受信データブロック回路２２０は、データ
シンボルを組み立ててブロックを作り、これを受信フレ
ーム及びＣＲＣ回路２３０に転送する。この回路２２０
は、それぞれのデータブロックの最後を認識してこれを
受信ラインコード化回路２１０に合図し、受信ラインコ
ード化回路２１０が次のブロックの開始時の同期パルス
を認識できるようにする。もし何らかの無効シンボルが
あるということをラインコード化回路２１０が表示しな
い場合には、ブロック終了信は送信ＯＫ／ＥＯＫ回路２
４０にも供給される。

【００５４】受信フレーム及びＣＲＣ回路２３０はデー
タブロックをフレームに組み立て、またＣＲＣ値が正し
いかどうかチェックする。フレーム内の最初のデータブ
ロックを受信すると、このブロック内に含まれた送り先
アドレスを自分の局のアドレスと比較し、またアドレス
が一致するかどうか（すなわちこのフレームがこの局へ
向けられたものであるかどうか）確認する。これらのテ
ストの結果は送信ＯＫ／ＥＯＫ回路２４０に合図され
る。受信したＣＲＣ値が正しくない場合、またはフレー
ム構造内に別の何らかのエラーがあった場合、または無
効データシンボルが受信された場合、このことは受信バ
ッファ２５０に合図され、この受信バッファはこのフレ
ームに関してすでに受信されていたすべてのデータをメ
モリからクリアする。そうでなかった場合には、フレー
ム内に含まれたデータのパケット及びデータを送信した
局のアドレス（送信元アドレス）は、回路２４０によっ
て受信バッファ２５０へ送られる。

【００５５】そこで、受信バッファ２５０は受信したデ
ータと送信元アドレスを受信インターフェース２６０を
介して受信局（図６に受信端末２０として示す）の回路
に転送する。そのため、受信バッファ２５０は、自分が
転送するデータの完全なパケットを有しており、また転
送をせよとのインターフェース２６０からの信号に応答
して転送を始めるとき、受信インターフェース２６０に
それを表示する。転送が完了すると、インターフェース
２６０は受信バッファ２５０に合図して、別のフレーム
のためにそのメモリをクリアさせる。受信バッファ２５
０は送信ＯＫ／ＥＯＫ回路２４０に合図して、自分が満
杯であるかまたはもっとデータを受信できるかを伝え
る。

【００５６】受信データブロック回路２２０によって示
される完全に有効な各データブロックの最後であって、
フレームエラー、アドレスの不整合、または受信バッフ
ァ２５０のオーバーフローがなかった場合には、送信Ｏ
Ｋ／ＥＯＫ回路２４０は赤外線放射器１６０を介してＯ
ＫまたはＥＯＫシンボルを適宜送信する。受信ラインコ
ード化回路２１０と送信ＯＫ／ＥＯＫ回路２４０の動作
はクロック回路２７０によって調整されている。

【００５７】送信機Ｔと受信機Ｒの動作は、図７（モニ
タ）、図８（送信機）及び図９（受信機）の状態機械ダ
イヤグラムによってまとめられている。これらのダイヤ
グラムにおいて、個々の状態は夫々番号を付けた垂直の
実線によって示されている。状態間の遷移は、遷移の方
向、始点及び終点を示す水平の破線矢印によって示され
ており、矢印には更に開始状態及び終了状態の番号が付
けられている。

【００５８】通信チャネル上での動作（activity：例え
ば、別の局からの送信、あるいはこのような送信を受信
した局からのＯＫ／ＥＯＫシンボル）の後に待ち期間を
設けることによってこのような動作に反応するため、局
は送信を始めてもよいかどうかを表示する論理値を取る
フラグＰＲＯＣＥＥＤを制御するためのモニタ状態機械
を実装している。この状態機械は図７に示されており、
次のような３つの状態を有する。

【００５９】状態１：アイドル−現在、動作は検出され
ていない。フラグＰＲＯＣＥＥＤは真である。 状態２：動作検出−別のノードによる送信が現在検出さ
れている。 状態３：タイマ−別のノードによる送信が停止した。待
ち期間の間、タイマ状態で待て（６４個のシンボルデー
タブロックの期間）。

【００６０】これらの状態の間の遷移、遷移に関連する
刺激及び動作は、次の通りである。 １→２ 動作が検出された。フラグＰＲＯＣＥＥＤは偽
にセットされる。 ２→１ ２つの有効データブロックの後にＥＤシンボル
が検出された。または２つの正しい間隔を置いたＯＫシ
ンボルの後にＥＯＫシンボルが検出され、かつこれら３
つのシンボル間に干渉がなかった。（これは、検出され
た送信が終了し、これにより、通信チャネルがすぐに使
えるようになることを表わす。）フラグＰＲＯＣＥＥＤ
は真にセットされる。 ２→３ 検出される動作が終了した。（待ち期間を開始
しなければならない。） ３→１ 状態“タイマ”（状態３）がデータブロックの
期間に等しい期間時間にわたって存在し続け、またこの
期間中には動作が検出されていない。フラグＰＲＯＣＥ
ＥＤは真にセットされる。 ３→２ 状態“タイマ”（状態３）の間に動作が検出さ
れた。待ち期間をその始めから再度開始しなければなら
ない。

【００６１】図８を参照すれば、送信機状態機械は次の
ような６つの状態を有する。 状態１：アイドル−この状態においては、送信機状態機
械はフレームが送信に利用可能になるまで待つ。フレー
ムの送信が完了し次のフレームがすでに利用可能である
場合には、この状態は過渡的である。 状態２：ＰＲＯＣＥＥＤ＝真となるのを待つ−ＰＲＯＣ
ＥＥＤが偽であると通信チャネル上に動作が存在し、従
って、この局は既存の送信との干渉を避けるために、送
信してはいけない。 状態３：ランダムディレイ“バックオフ”遅延は０〜Ｋ
の範囲のランダムな期間を有するように生成される。従
って近接した２つの局が送信しようとした場合でも、こ
れらの送信が繰り返し衝突することはない。 状態４：フレーム送信−局はデータブロックを送信する
過程にある。送信局はＳＤシンボルを送信し、最初のＯ
Ｋシンボルが返送できるようにするために休止する。次
に、送信機は（送り先アドレスを含む）最初のブロック
を送信して、受信ノードが送り先アドレスが自分のアド
レスであることを認識したときまたそのときに限って送
信される第２のＯＫシンボルを（状態５で）待つ。それ
以降の各ブロックの最後で、送信機は再び状態５に行っ
てＯＫシンボルを待つ。 状態５：ＯＫシンボル待ち−データブロックを送信した
後、送信機はＯＫシンボルが受信機から戻ってくるのを
待つ。 状態６：ＥＯＫシンボル待ち−フレームの最後で、局は
ＥＤシンボルを送信してＥＯＫシンボルを待つ。

【００６２】これらの状態間の遷移及びそれに関連する
刺激及び動作は次の通りである。 １→２ フレームは、送信に利用できるようになり、ま
たは送信機が状態１になったとき、すでに送信を待って
いる。 ２→３ フラグＰＲＯＣＥＥＤが真になった（またはな
っている）。 ３→２ フラグＰＲＯＣＥＥＤが、状態３におけるラン
ダム遅延の間、偽になる。 ３→４ ランダム遅延が終了して局がフレームの送信を
開始した。 ４→５ データの完全なブロックを送信した。その後、
局はＯＫシンボルが到着するのを待つ。 ４→６ ＥＤシンボルを含む完全なフレームを送信し
た。その後、局はＥＯＫシンボルが到着するのを待つ。 ５→１ データブロックに続くブランクシンボル期間内
にＯＫシンボルが到着しなかった。次に起こるランダム
長の遅延期間が取り得る長さの範囲は２倍にされ、また
現在のフレームの送信は放棄される。 ５→４ ＯＫシンボルが検出された。次のデータブロッ
クを送信できる。 ６→１（ａ） ＥＯＫシンボルが検出された。フレーム
が良好に受信され、また次に起こるランダム長の遅延期
間が取り得る範囲はその初期値にリセットされる。 ６→１（ｂ） 最終データブロックに続くブランクシン
ボル期間内にＥＯＫシンボルが到着しなかった。次に起
こるランダム長の遅延の期間が取り得る範囲は、用心の
ため２倍にされる。

【００６３】受信機Ｒの動作は、図９に示された状態機
械ダイヤグラムにより要約されている。このダイヤグラ
ムは次のような６つの状態を有する。 状態１：アイドル−最後のフレームが終了して以来、Ｓ
Ｄシンボルが受信されていない。 状態２：最初のＯＫの送信−ＳＤシンボルを受信しまた
ＰＲＯＣＥＥＤが真の場合、局はＯＫシンボルを送信す
る。 状態３：最初のブロックの受信−フレームの最初のデー
タブロック（送り先アドレスを含む）を受信中である。 状態４：次のＯＫの送信−データブロックに応答して
（ＳＤシンボルに応答してではなく）、ＯＫシンボルを
送信する。フレーム内の送り先アドレスと一致したアド
レスを有する局だけがＯＫシンボルを送信する。 状態５：次のブロックの受信−フレームの第２のまたは
それに続くブロックを受信中である。 状態６：ＥＯＫシンボルの送信−最終データブロックの
終わりでＥＤシンボルを受信したことに応答してＥＯＫ
シンボルが送信される。

【００６４】これらの状態間の遷移、及びそれに関連し
た刺激及び動作は次の通りである。 １→２ ＳＤシンボルが受信され、またＰＲＯＣＥＥＤ
は真である。 ２→３ 局により最初のＯＫシンボルが送信された。 ３→１（ａ） 最初のデータブロックは到着したが、そ
のブロックに含まれている送り先アドレスは局のアドレ
スと一致しなかった。これまでに受信されたデータは廃
棄される。 ３−１（ｂ） 最初のデータブロックが予定通りには到
着しなかった。すなわち正しい個数（６４）の連続した
有効データシンボルを持っていなかった。データは転送
されない。 ３→４ 最初のデータブロックが正しく到着し、またブ
ロック内に含まれている送り先アドレスはこの局のアド
レスと一致した。 ３→６ 最初のデータブロックの間にＥＤシンボルを受
信した。 ４→５ 局が後続の（最初のものではない）ＯＫシンボ
ルを送信した。 ５→１ データブロックが予定通りには到着しなかっ
た。すなわち正しい個数（６４）の連続した有効データ
シンボルを持っていなかったし、またＥＤシンボルの前
にある連続した有効データシンボルの個数が足りなかっ
た。これまでに受信されたデータは廃棄される。 ５→４ 次のデータブロックが正しく到着した。 ５→６ ＥＤシンボルが受信された。 ６→１ ＥＤシンボルが受信され、またＥＯＫシンボル
が送信され、かくしてフレームの受信が完了した。

【００６５】受信機Ｒ（図６）中の赤外線センサ１９０
と受信ラインコード化回路２１０は、別の局により送信
された赤外線信号を受信しまたこれと同期化するため、
任意の適当な技術を利用できる。１つの可能な技術は、
位相制御ループを使用することに基づいており、受信機
回路が到来信号に位相ロックできるようにするために、
それぞれのデータブロックの冒頭に“プレアンブル”を
付加することを必要とする。“オーバーサンプリング”
と称する利用可能な別の周知技術では、受信された信号
のすべてのパルスが、送信機と受信機におけるクロック
周波数の相違及びドリフトにもかかわらず確実に正しく
検出できるようにするため、検出された赤外線信号をそ
れが送信されたパルスレートよりも高いレートでサンプ
リングすることに関連している。

【００６６】上述の説明は赤外線通信を使用したネット
ワークの例に関するものであるが、本発明がラジオのよ
うなその他の無線通信技術、または短い、分割されたバ
スネットワークのような有線システムでも利用できるこ
とに注意されたい。

【００６７】上述のシステムに種々の変更を行なうこと
ができる。従って例えば送信機Ｔは、上述のように送り
先アドレスを送信した後までＯＫシンボルのチェックを
延期する代わりに、ＳＤシンボルを送信した後に、ＯＫ
シンボルが実際に戻ってきたかどうかチェックするよう
に構成してもよい。こうする代わりに、受信機Ｒを直接
ＳＤシンボルに応答しないように構成してもよい。その
場合、送信機ＴはＳＤシンボルの直後にブランクシンボ
ル期間を与える必要はない。その他、受信機Ｒがシンボ
ルの有効性及び送り先アドレスをチェックし、適切な場
合には最初のデータブロックの送り先アドレス部分が送
信された直後に確認信号を戻すこともできる。

【００６８】別の変形例では、特別にＥＯＫシンボルは
定義せず、その代わりにＯＫシンボルを使用する。送信
しようとする局は、別の送信との干渉を避けるため、Ｏ
Ｋシンボルを受信した後に１データブロックの期間にわ
たって送信前に待つことだけに依拠している。同じ無条
件（unqualified）待ち期間は、（モニタ状態機械の遷
移２→１に関して前に説明したように）ＥＯＫ及びＯＫ
シンボルの特定の組み合わせまたはＥＤシンボルで終わ
るデータブロックをモニタする代わりに使うこともでき
る。さらに受信機は、ＥＤシンボルに対する応答を全く
送信しないように構成してもよい。これらアプローチは
どれも、共有通信媒体の利用効率の低下という犠牲を払
って、ネットワーク内の局の構成を簡単化する。

【００６９】モニタ状態機械（図７）は、２→１の遷移
を省略して、その代わりにフラグＰＲＯＣＥＥＤを真に
セットする（３→１の遷移）前の待ち期間の経過だけに
依拠することによって、簡単化してもよい。

【００７０】

【効果】以上詳細に説明したように、本発明によれば複
数の局からの送信が衝突する可能性のある赤外線等を使
用する無線ネットワークに好適に使用できるデータ通信
ネットワークを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】赤外線無線チャネルを介して通信する３つの局
Ａ、Ｂ及びＣを含むネットワークを示す図。

【図２】図１に示したネットワークを介して通信される
コード化データに使用されるコード化方式を要約して示
す図。

【図３】図１に示したネットワークを介して通信される
データに使用されるプロトコルにおけるフレーム構造を
示す図。

【図４】２つの局の間におけるデータのフレームの通信
の間にネットワーク内のそれぞれの局によって行なわれ
る通信を示す図。

【図５】それぞれの局の一部を形成する送信機の概略ブ
ロック図。

【図６】それぞれの局の一部を形成する受信機の概略ブ
ロック図。

【図７】モニタの動作を示す状態ダイヤグラム。

【図８】図５の送信機の動作を示す状態ダイヤグラム。

【図９】図６の受信機の動作を示す状態ダイヤグラム。

【符号の説明】

１０：送信端末 ２０：受信端末 １００：送信インターフェース １１０：送信バッファ １２０：ＭＡＣタイミング回路 １３０：ＣＲＣ回路 １４０：送信データブロック回路 １５０：送信ラインコード化回路 １６０：赤外線放射器 １７０：送信クロック １８０：チャネルモニタ １９０：赤外線センサ ２００：時間間隔クロック ２１０：受信ラインコード化回路 ２２０：受信データブロック回路 ２３０：受信フレーム及びＣＲＣ回路 ２４０：送信ＯＫ／ＥＯＫ回路 ２５０：受信バッファ ２６０：受信インターフェース ２７０：クロック回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】共有された通信媒体を介して複数の局の間
   でデータ通信を行なうデータ通信ネットワークにおい
   て、 データシンボルと確認シンボルを含む有効シンボルの予
   め定められた集合を有する符号を使用して媒体を介して
   送信するデータをコード化するように構成された複数の
   局を設け；前記局は、前記シンボルの連続グループとし
   てデータを送信するように構成されており；前記局の各
   々は、媒体を介してデータを受信したとき受信されたそ
   れぞれのデータシンボルが有効であるかどうかチェック
   し、かつデータシンボルのグループを受信した後に受信
   されたシンボルのすべてのグループが有効であったとい
   う条件が成立した場合には媒体を介して確認シンボルを
   送信するように構成されており；前記局の各々は、媒体
   を介して送信すべきデータを有するとき、当該局が別の
   いずれかの局からどのようなデータシンボルもまたはど
   のような確認シンボルも受信することなく所定の期間が
   経過するまで送信を差し控えるように構成されており；
   データシンボルのグループを送信した前記局の各々は、
   前記データシンボルのグループを送信した後の所定の時
   間間隔内に有効な確認シンボルを受信した場合にだけ送
   信を続けるように構成されていることを特徴とするデー
   タ通信ネットワーク。
2. 【請求項２】以下のステップ（ａ）ないし（ｅ）を有
   し、共有された通信媒体を介して複数の局の間でデータ
   通信を行う方法： （ａ）前記通信媒体を介した通信のため、データシンボ
   ル及び確認シンボルを含む有効なシンボルの予め定めら
   れたセットを有するコードを使用してデータをコード化
   する； （ｂ）前記シンボルの連続したグループとしてデータを
   送信する； （ｃ）前記媒体を介してデータを受信した局は受信した
   各シンボルが有効かどうかを確認し、データシンボルの
   グループを受信後、前記グループのシンボルが全て有効
   であった場合に確認シンボルを前記通信媒体を介して送
   信する。 （ｄ）前記通信媒体を介して送信すべきデータを持って
   いる局は、当該局が他の局からのデータシンボルも確認
   シンボルも受信しない状態が所定期間継続するまで送信
   を差し控える； （ｅ）データシンボルのグループを送信した局は、当該
   データシンボルのグループを送信後所定の時間内に有効
   な確認シンボルを受信した場合に限って送信を続行す
   る。