JPH11177572A - 通信制御装置、端末装置、これを用いたデータ通信システム及びデータ通信方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 無線データ伝送システムにおいて、端末がサ
ービスエリアを外れたときに切断できるようにし、チャ
ネルの有効利用を図る。 【解決手段】 通信制御装置（PD)からはFCI（Free Cha
nnel Information）が定期的に送信され、端末（SD)は
これを見てCR（Channel Request）を出す（SD1-1)。CR
が競合したときp-persistenceアルゴリズムにより調整
する。CRが認められるとトークンTKが与えられ（PD-
3)、データ送信できる。また、アイドルトークンIDLEが
送信されたときCRを出せる。BSは定期的にトークンを送
信し、端末はこれに応答する（ND : No Data to transm
itte)。応答しないとき繰り返しトークンを送信するが
（PD-6、9)、2回応答がないときは、BSは当該端末を切断
（DC : Disconnect）する（PD-10）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、無線伝送システ
ムにおいて用いられる通信制御装置、端末装置、これを
用いたデータ通信システム及びデータ通信方法に関し、
詳しくは、複数のクライアントが存在するときに、衝突
を避けつつ同じチャネルを使用することを可能にするチ
ャネルシェアリングプロトコルに関する。

【０００２】

【従来の技術】過去１０年にわたり無線通信において急
速な発達が見られた。無線通信におけるこの動きは、柔
軟性、可搬性の向上、配線の複雑性の低下、及び設置の
容易さのような魅力的な特徴により生じている。無線シ
ステムによるこれらの利益は、また、無線のローカルエ
リアネットワーク（LAN）の分野で急速な発達をもたら
している。

【０００３】一方、無線通信への要求の増加は、本来的
に制限的である周波数（スペクトラム）の不足をさらに
招いている。このように、不足気味のスペクトラムをさ
らに効率的に使用することが求められている。また、多
数のユーザーが同時に１つのチャネルで送信を希望する
とき、競合（コンフリクト）が生じる。したがって、ど
の位の使用可能なチャネル容量をユーザに配分するかに
ついての手続きが存在しなければならない。これらの手
続きは、それぞれのユーザーが共通のチャネルにアクセ
スするときに従う複数アクセスプロトコル規則から構成
される（参考文献：R.Rom, M.Sidi, Multiple Access P
rotocls Performance and Analysis, Springer-Verlag
New York Inc., 1990）。

【０００４】無線LANに対する要求を果たすために、ポ
イント−ポイント通信ネットワークについて考慮する。
システムは、大部分、インターネットブラウザとして使
用されることを考えるが、電子メールやゲームに対して
も使用できる。全てのパーソナルステーション（Person
al Station : PS）は、ベースステーション（Base Stat
ion : BS）と通信を行う。無線システムについて述べる
のであるから、スペクトラムの不足が考慮されなければ
ならない。この不足により同時にチャネルにアクセスで
きるパーソナルステーション(PS)の数が制限される。同
時に、チャネルアクセス間における衝突により直面する
問題も考慮されなければならない。衝突が増えると、シ
ステムの効率が低下する。

【０００５】そこで、IEEE802.11（無線LANの国際標
準）における標準化は無線データネットワークの要求を
満足するようになされる。衝突回避機能をもつ搬送波感
知多重アクセス（CSMA/CA）はIEEE802.11により採用さ
れているプロトコルである。（参考文献：Ｗ．Ｄｉｅｐ
ｓｔｒａｔｅｎ， Ｇ．Ｅｎｎｉｓ， Ｐ．Ｂｅｌａｎ
ｇｅｒ， ”Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｆｏｕｎｄａｔ
ｉｏｎ ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓ
ｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ”， ＩＥＥＥ ｐ８０２．１１−
９３／１９０， Ｒ． Ｗｈｉｔｅ， Ｍ． Ｄｅｍａ
ｎｇｅ， Ｋ． Ｄｏｓｓ， Ｆ． Ｖｏｏｋ， ”
Ａ ｃｏｍｐｌｅｔｅ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ ｏｆ
Ｆｒａｍｅ Ｐｒｉｏｒｉｔｉｚａｔｉｏｎ ｉｎａ
ＣＳＭＡ／ＣＡ ＭＡＣ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ”， Ｉ
ＥＥＥ ｐ８０２．１１−９３／２０８， Ｔ．Ｓ．Ｈ
ｏ， Ｋ．Ｃ．Ｃｈｅｎ， ”Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ
Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ＩＥＥＥ８０２．１１ Ｃ
ＳＭＡ／ＣＡ Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔ
ｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ”， ＰＩＭＲＣ’９６，
Ｔａｉｐｅｉ， Ｔａｉｗａｎ， ｐｐ．４０７−４１
０， Ｏｃｔｏｂｅｒ １５−１８）

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ここで、基本チャネル
アクセス方法は、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ
Ｃｏｎｔｒｏｌ）レベルのアクノリッジをもつp-持続
（p-persistence）CSMAである。CSMAは、イーサネット
のような共有ネットワークトポロジでネットワークへの
アクセスを制御するために使われるネットワークアクセ
ス方式である。CSMAプロトコルは、話す前に聞くことを
パーソナルステーション(PS)に要求する。話し始める前
に、パーソナルステーション(PS)はチャネルが空いてい
ることを判断しなければならない。チャネルがビジーで
あれば、パーソナルステーション(PS)はチャネルが空く
まで待たなければならない。

【０００７】ネットワークケーブルに接続されたデバイ
スは、送信の前にリスン（搬送波検知）を行う。多重ア
クセス（MA）は、1本のケーブルで形成されるネットワ
ークに多くのデバイスが接続できることを示す。ネット
ワークがクリアのときは、すべてのデバイスがネットワ
ークを利用するためのアクセス権を等しく持っている。
したがって、複数のステーションがケーブルに同時にア
クセスしようとすると、「衝突」が発生する。これを回
避するための方法がCSMA/CAである。CSMA/CAは、衝突回
避（CA）として、各ノードが実際の送信を行う前にその
意思を信号で伝えることで衝突を回避する。つまり、CS
MA/CAを用いると余分なオーバーヘッドを必要としパフ
ォーマンスの低下を免れない。

【０００８】また、この種の技術に類似する先行技術と
して以下のものがあるが、いずれもCSMA/CAに比べて優
れているとは言い難い。

【０００９】特表平８−５００２２７号には「パケット
伝送システムにおける競合および資源の不適当な割当の
可能性を低減する方法および装置」が記載されている。
この技術は、アクセス要求に対する二重割当の回避と無
駄な再要求の低減を目的とし、２つのタイマを用いて再
要求を決める方式である。

【００１０】特開平９−１７２４４６号には「多重バス
方式LAN及び無線LAN」が記載されている。この技術は、
ランダムアクセスバスと時分割バスの２つをもったシス
テムにおいて、ランダムアクセスバスでアクセス要求を
行いそれに従い時分割バスのスロット長を変えて行き
（可変長スロット）全体の伝送効率を上げる方法であ
る。

【００１１】特開平８−２５１１８７号には「無線通信
システム」が記載されている。この技術は、無線回線に
ランダムアクセス方式のCSMA/CDを適用したシステムで
の衝突の検出方法及び分散制御の方法である。

【００１２】特開平８−２１２３７３号には「ローカル
ネットワーク」が記載されている。この技術は、複数の
ネットワークバスをもつステーション側でのバスの負荷
情報を交換して、システム全体の効率を上げる方法であ
る。

【００１３】この発明は、かかる課題を解決するために
なされたもので、CSMA/CAよりも優れたパフォーマンス
の通信制御装置、端末装置、これを用いたデータ通信シ
ステム及びデータ通信方法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】この発明は、通信を制御
するための第1装置と、複数の第2装置とを備えるデータ
伝送システムにおいて、同時に複数の第2装置を許容す
るチャネルを通じて無線でデータ通信を行うためのデー
タ通信方法であって、前記第1装置により送信され、前
記チャネルが一杯でないことを示すチャネル内空き情報
を前記第2装置が受けるチャネル内空き情報受信ステッ
プと、前記チャネルの割当てを受けようとする前記第2
装置がチャネル要求を出すチャネル要求ステップと、前
記チャネル要求に応じて、前記第1装置により送信され
る指定情報を受ける指定情報受信ステップと、前記指定
情報を受けた前記第2装置がデータを送信するデータ送
信ステップとを備えるものである。

【００１５】チャネル内空き情報は、例えばアイドルト
ークンである。チャネル要求は、例えば、CR（Channel
Request）である。指定情報は、例えばトークンであ
る。

【００１６】この発明は、前記チャネル要求ステップに
おいて、複数の第2装置が同時にチャネル要求を出すと
きに、p-持続(persistence）アルゴリズムにより調整を
行う競合調整ステップを備えるものである。

【００１７】この発明は、前記チャネル要求に応じて、
前記第1装置により送信される指定情報を受けたとき
に、送信すべきデータがない場合には、前記第2装置は
送信データ無し情報を送信する送信データ無し情報送信
ステップを備えるものである。

【００１８】送信データ無し情報は、例えば、ND（No D
ata to transmitte）である。

【００１９】この発明は、前記チャネル要求がなされた
後に、前記指定情報は繰り返し送信され、これに対し前
記指定された第2装置は応答するものである。

【００２０】この発明は、前記第1装置が、前記指定さ
れた第2装置から応答がないときに、前記指定情報を予
め定められた回数だけ繰り返して送信するものである。

【００２１】この発明は、前記指定情報を予め定められ
た回数だけ繰り返して送信することを、予め定められた
回数だけ繰り返した後でも、前記指定された第2装置か
ら応答がないときに、前記第1装置は前記指定された第2
装置の指定を取り消すものである。

【００２２】これにより通信可能な端末と通信不能な端
末とを区別することができ、例えば、通信不能な端末を
切断することにより、チャネルの有効利用が図れる。

【００２３】この発明は、前記チャネルが複数存在する
ときに、前記第1装置により送信され、空きがあるチャ
ネルを示すチャネル情報を前記第2装置が受けるチャネ
ル情報ステップと、前記チャネル情報に基づき前記第2
装置がチャネルを選択するチャネル選択ステップとを備
えるものである。

【００２４】この発明は、前記チャネル情報が、予め定
められた間隔で、前記複数のチャネルにおいて同時に送
信されるものである。

【００２５】この発明は、前記第1装置が予め複数の短
縮アドレスを含むテーブルを格納したメモリを備え、前
記チャネル要求ステップにおいて、前記第2装置は、前
記チャネル要求とともに自己のアドレス情報を送信し、
前記第1装置は前記第2装置から送られたアドレス情報を
前記テーブルの所定の位置に格納するとともに、対応す
る短縮アドレスを送信し、前記第2装置が前記短縮アド
レスを送信したときに、前記第1装置は前記テーブルに
基づき前記短縮アドレスを元のアドレスに変換してから
外部に送信するものである。

【００２６】この発明は、前記チャネル要求ステップに
おいて、複数の第2装置が同時にチャネル要求を出した
ときに調整を行う競合調整ステップを備え、前記競合調
整ステップにおいて、チャネル要求が認められなかった
第2装置に対して、前記第1装置は、別の空きチャネルを
予約状態にして、別のチャネルで割り当て可能であるこ
と及び当該別のチャネルの予約情報を前記第2装置に対
して送信するものである。

【００２７】この発明は、通信を制御するための第1装
置と、複数の第2装置とを備え、同時に複数の第2装置を
許容するチャネルを通じて無線でデータ通信を行うため
のデータ通信システムであって、前記第1装置は前記チ
ャネルが一杯でないことを示すチャネル内空き情報を送
信し、前記第2装置が当該チャネル内空き情報を受信
し、前記チャネルの割当てを受けようとする前記第2装
置はチャネル要求を出し、前記チャネル要求に応じて、
前記第1装置は前記第2装置に指定情報を送信し、前記指
定情報を受けた前記第2装置がデータ送信するものであ
る。

【００２８】この発明は、前記第1装置が、さらに、複
数の第2装置が同時にチャネル要求を出したときに調整
を行うとともに、チャネル要求が認められなかった第2
装置に対して、前記第1装置は、別の空きチャネルを予
約状態にして、別のチャネルで割り当て可能であること
及び当該別のチャネルの予約情報を前記第2装置に対し
て送信するものである。

【００２９】この発明は、通信を制御するための通信制
御装置と、複数の端末装置とを備えるデータ伝送システ
ムにおいて、同時に複数の端末装置を許容するチャネル
を通じて無線でデータ通信を行うために用いられる通信
制御装置であって、前記チャネルが一杯でないことを示
すチャネル内空き情報を送信するとともに、前記端末装
置からのチャネル要求に応じて指定情報を送信する無線
送信部と、前記チャネルの割当てを受けようとする前記
端末装置が出すチャネル要求を受ける無線受信部とを備
えたものである。

【００３０】この発明は、前記通信制御装置が、予め複
数の短縮アドレスを含むテーブルを格納したメモリを備
え、前記通信制御装置は、前記端末装置から送られたア
ドレス情報を前記テーブルの所定の位置に格納するとと
もに、対応する短縮アドレスを送信し、前記端末装置が
前記短縮アドレスを送信したときに、前記テーブルに基
づき前記短縮アドレスを元のアドレスに変換してから外
部に送信するものである。

【００３１】この発明は、前記チャネルが複数存在する
ときに、前記無線送信部は、空きがあるチャネルを示す
チャネル情報を送信するものである。

【００３２】チャネル情報は、例えば、FCI（Free Chan
nel Information）である。

【００３３】この発明は、通信を制御するための通信制
御装置と、複数の端末装置とを備えるデータ伝送システ
ムにおいて、同時に複数の端末装置を許容するチャネル
を通じて無線でデータ通信を行うために用いられる端末
装置であって、前記通信制御装置により送信され、前記
チャネルが一杯でないことを示すチャネル内空き情報を
受けるとともに、自らが出したチャネル要求に応じて、
前記通信制御装置により送信される指定情報を受ける無
線受信部と、前記チャネルの割当てを受けようとすると
きに、前記チャネル要求を出すとともに、前記指定情報
を受けたときに、データ送信する無線送信部とを備える
ものである。

【００３４】この発明は、前記チャネルが複数存在する
ときに、前記無線受信部は、通信制御装置から送信され
るチャネル情報を受信し、前記チャネル情報に基づきチ
ャネルを選択するものである。

【００３５】この発明は、新しいチャネルシェアリング
プロトコルに関する。このプロトコルは、公平なチャネ
ルシェアリングのために、チャネルあるいはトークンに
アクセスするp-持続アルゴリズムを用いている。トーク
ン通過はベースステーション（Base Station : BS）に
より制御される。チャネルが一杯でなければ（not crow
ded）、ユーザはチャネルに加わることができる。チャ
ネルアイドル情報はベースステーション(BS)からのアイ
ドルトークンにより与えられる。プロトコルの数値的評
価は負荷G及びスループットSの点から与えられる。数値
的評価は、また、衝突回避機能をもつ搬送波感知多重ア
クセス（Carrier Sense Multiple Access/Collision Av
oidance : CSMA/CA）プロトコルのそれと比較される。
チャネルの数が３以上のとき、本発明の方法はCSMA/CA
より優れている。

【００３６】この発明の特徴は、例えば、次のようなも
のである。

【００３７】（１）ベースステーション（BS）が特定の
端末にデータ伝送を許可するトークンを送信する。有線
伝送システムにおいてはBSの概念自体がなかった。

【００３８】（２）ベースステーション（BS）に最大数
の端末が接続していないとき、BSが所定のタイミング
で、システムに接続していない端末に対し接続タイミン
グを知らせるアイドルトークンを送信する。

【００３９】（３）送信を許可された端末が送るべきデ
ータをもっていないとき、その端末はデータ無しを意味
するトークンをBSへ送信する。

【００４０】

【発明の実施の形態】発明の実施の形態１． １．概要 この発明の実施の形態について図を用いて説明する。こ
の発明は新しいチャネルシェアリングプロトコル（CS
P）を提案するものである。チャネルアクセスの間にお
ける複数アクセスプロトコルにより直面する衝突問題を
解決するように、提案の方法は、衝突回避機能をもつ搬
送波感知多重アクセス（CSMA/CA）と同様のp-持続（p-p
ersistence）を使用する。システムの主な目的がインタ
ーネットアクセス及び電子メール送信にあるように、高
いデータレートは必要ではない。このように、周波数分
割多元接続／時分割二重(Frequency Division Multiple
Access/Time Division Duplex : FDMA／TDD)はいくつ
かのパーソナルステーション(PS)による同時のチャネル
アクセスのために用いられる。この大きな（ただし制限
はある）数のパーソナルステーション(PS)は、同時に、
チャネルを使用することができる。しかし、割り当てら
れている以上の数のパーソナルステーション（PS）はチ
ャネルを利用することができない。

【００４１】チャネルをさらに効率的に使用するため
に、この発明のチャネルシェアリングプロトコル(CSP)
は、いくつかのパーソナルステーション(PS)が１つのチ
ャネルに加わることができるようにトークンを使用す
る。チャネル当たりのパーソナルステーション(PS)の数
は固定であるが、トークンを用いることによりチャネル
を効率的に使用することができる。

【００４２】p-持続アルゴリズムにおいてそれぞれのパ
ーソナルステーション(PS)は、０と１の間の値p_pが与え
られる。送信前に、パーソナルステーション(PS)は０と
１の間の乱数値ｐを発生する。ｐがp_pよりも大きいと
き、パーソナルステーション(PS)は送信できる。パーソ
ナルステーション(PS)が一度チャネルの割当てを受けて
しまえば、トークン番号が与えられる。パーソナルステ
ーション(PS)はベースステーション(BS)により送信され
るトークン番号を待つ。正しいトークンが受信されてし
まえば、パーソナルステーション(PS)は送信を開始する
ことができる。

【００４３】以上の処理の流れの概略を示したものが図
１及び図２である。

【００４４】図１はベースステーションの処理のフロー
チャートである。チャネル要求を受信したらパーソナル
ステーションへトークンを割り当てる（S１００）。パ
ーソナルステーションは、データあるいは送信データな
しのいずれかを送信するので、ベースステーションはこ
れを受信し、受信内容に応じて処理を変える（S１０
１）。データを受信したときはステップS１０２に進
み、送信データなしを受信したときはステップS１０４
に進む。データを受信したときは、ARQ（AutomaticRequ
est for Repetition）プロシージャを行い（S１０
３）、チャネル解放信号を受信（S１０４）した後、次
のトークンを送信する。

【００４５】図２はパーソナルステーションの処理のフ
ローチャートである。０〜１の間のランダムなｐ−持続
値を得る（S１１０）。FCI（Free Channel Informatio
n）を受信する（S１１１）。FCIは定期的に（例えば１
秒ごとに）BSからブロードキャスト（全てのPSに対して
一斉送信）される。FCIよりチャネルが使用可能かどう
か判断し（S１１２）、使用可能なときはステップS１１
３、S１１４の処理を行い、使用可能でないときはステ
ップS１１５、S１１６、S１１７の処理を行う。使用可
能なとき、いずれかのチャネルを選択し、０〜１の間の
乱数を発生させる（S１１３）。乱数とS１１０で得たp-
持続値を比較し、（乱数）＞（p-持続値）であれば、チ
ャネル要求を送信し、トークンを受信して送信を開始
し、ARQプロシージャを引き続き行う（S１１８）。一
方、使用可能でないとき、いずれかのチャネルを選択す
る（S１１５）。チャネルが一杯(crowded)かどうか判断
し（S１１６）、一杯であれば処理を終了し、そうでな
ければ、アイドル信号を受信し（S１１７）、チャネル
要求を送信し、トークンを受信して送信を開始し、ARQ
プロシージャを引き続き行う（S１１８）。

【００４６】なお、FCIより得られる情報からどのフリ
ーチャネルを使用するかを選択する方法は、上記ランダ
ムアクセスの他に以下のような方法がある。

【００４７】１．全てのチャネルについて、各チャネル
がいっぱい（Crowded）かどうか判断し、一杯であるチ
ャネルは除外する。

【００４８】２．次に残チャネルについて、収容してい
るPS数が一つのチャネルを検索して抽出する。抽出した
チャネルの中からランダムアクセスにより、チャネルを
選択する。

【００４９】３．収容しているPS数が一つのチャネルを
抽出できなければ、収容しているPS数が二つのチャネル
を検索して抽出する。抽出したチャネルの中からランダ
ムアクセスにより、チャネルを選択する。

【００５０】４．以降同様に、収容しているPS数を加算
していきながら限界値まで繰り返す。

【００５１】ところで、このようにベースステーション
がPSにトークンを割り当てるのは次のような理由によ
る。無線伝送システムにおいては、パーソナルステーシ
ョンが移動してサービスエリアから外れたり、フェージ
ングやノイズなどの影響で一時的に通信不能になること
がある。このような状況は、有線では生じないことであ
る。無線伝送システム特有のこの問題を解決するため
に、ベースステーションはパーソナルステーションが現
在通信可能な状況にあるかどうか、常にモニタしなけれ
ばならない。この発明の実施の形態では、トークンの割
当て及びアイドルトークンを利用することにより、これ
を実現している。

【００５２】データ送信が終了したらチャネル解放信号
を送信し（S１１９）、処理を終了する。

【００５３】以上が本発明のチャネルシェアリングプロ
トコル(CSP)の概略であるが、詳細な説明は後述する。
また、スループットSと負荷Gに関して詳細な性能検討を
行ったので併せて後述する。本発明のCSPの数値結果はC
SMA/CAのそれと比較される。

【００５４】２．システムモデル ここでポイント−ポイントネットワーク構造を考える。
このシステムは主にインターネットブラウザとして使用
されると考えるが、電子メール、ゲームなどにも適用で
きる。このシステム構成図を図１１に示す。１つのベー
スステーション（BS）があり、無線でいくつかのパーソ
ナルステーション（PS）と通信することができる。ベー
スステーション(BS)は有線LANに接続されており、パー
ソナルステーション(PS)はベースステーション(BS)を通
して全てのインターネットベースのサービスにアクセス
することができる。パーソナルステーション(PS)とベー
スステーション(BS)との間の接続は無線である。

【００５５】各パーソナルステーションは例えばパーソ
ナルコンピュータに無線通信装置を設けたものである。
ベースステーションは例えばパーソナルコンピュータあ
るいはワークステーションであり、無線通信装置を備え
るとともに、外部のネットワークと接続するための通信
接続装置を備える。以下に説明するプロトコルは無線通
信装置により主に処理されるが、パーソナルコンピュー
タあるいはワークステーションにより処理されてもよ
い。

【００５６】FDMA／TDDは複数アクセス及び二重送信と
して考えられる。固定の数のパーソナルステーション(P
S)はそれぞれのチャネルで通信することが許されてい
る。ベースステーション(BS)は、固定の間隔でフリーチ
ャネル情報（Free Channel Information : FCI）を送信
する。図３は、それぞれのチャネルにおけるベースステ
ーション(BS)によるFCIの送信を示す。図３において、N
個のチャネルがあり、１つの第1装置（ベースステーシ
ョンに相当する）がこれらを管理していて空いているチ
ャネルについてFCIを送信している。１つのチャネルに
はｎ個の第2装置（パーソナルステーションに相当す
る）が割り当て可能である。結局、合計N＊ｎ個の第2装
置が許容される。第２装置からの矢印はチャネル選択を
意味する。

【００５７】３．チャネルシェアリングプロトコル それぞれのパーソナルステーション(PS)はトークン番号
が与えられる。パーソナルステーション(PS)が送信を終
了すると、トークンは次のパーソナルステーション(PS)
へ進む。このトークンの通過は、最後のパーソナルステ
ーション(PS)がデータを送信するまで続き、この後、ト
ークンは最初のパーソナルステーション(PS)に進む。チ
ャネルにおけるパーソナルステーション(PS)の数が少な
いとき、チャネルを利用することができ、最初に送信さ
れるトークンはアイドルトークンである。パーソナルス
テーション(PS)がアイドルトークンを受信したとき、ベ
ースステーション(BS)へチャネル要求を送ることができ
る。データを送信するパーソナルステーション(PS)がな
いとき、チャネル内をトークンがパーソナルステーショ
ン(PS)の間を回っている。

【００５８】p-持続アルゴリズムの基本的アイデアのみ
が、本発明の方法で使用される。それぞれのパーソナル
ステーション(PS)には確率値p_pが与えられている。パー
ソナルステーション(PS)が送信を望むとき、パーソナル
ステーション(PS)は０と１の間の乱数値を発生する。こ
の値がp_pよりも大きいとき、パーソナルステーション(P
S)は送信を開始し、さもなければFCIあるいはアイドル
トークンを待ち、このステップを再び繰り返す。

【００５９】３．１ 使用される用語 アイドル：アイドルは送信の状態である。送信している
パーソナルステーション(PS)がないときに生じる。

【００６０】一杯（crowded）：それぞれのチャネルは
最大ｎ個のパーソナルステーション(PS)をもつことがで
きる。ｎ個のパーソナルステーション(PS)がすでに１つ
のチャネルを使用しているとき、チャネルは一杯である
と言われる。

【００６１】フリーチャネル：上記「一杯（crowded）
でない」チャネルをフリーチャネルと呼ぶ。

【００６２】断片（fragments）：断片の用語は常にIP
パケットの断片を意味する。

【００６３】３．２ チャネルシェアリングプロトコル
(CSP) １つのパーソナルステーション(PS)がスイッチオンされ
たとき、p_pに等しい確率がそのパーソナルステーション
(PS)に与えられる。パーソナルステーション(PS)はベー
スステーション(BS)からFCIを待つ。FCIは全てのチャネ
ルのトークン情報を含んでいる。FCIを受信した後、パ
ーソナルステーション(PS)はランダムに１つのフリーチ
ャネルを選択し、アイドルトークンを待つ。その後、p-
持続アルゴリズムは送信を開始するために用いられる。
これにより、同じチャネルを同時にアクセスしようとす
る２つのパーソナルステーション(PS)の間の衝突を防止
できる。

【００６４】全てのチャネルがビジーのとき、パーソナ
ルステーション(PS)はランダムに１つのチャネルを選
び、FCIをチェックする。FCIはベースステーション(BS)
と通信するパーソナルステーション(PS)へフィールドを
通過するばかりでなく、チャネルが一杯であるか一杯で
ないかどうか、またチャネルがアイドルであるかアイド
ルではないかどうか知らせる。チャネルが一杯であると
きは、パーソナルステーション(PS)は他のチャネルを選
び、そのチャネルでトークンを再びチェックする。チャ
ネルが一杯でないときは、パーソナルステーション(PS)
はチャネルがアイドルかどうかチェックする。

【００６５】チャネルがアイドルでさえあれば、パーソ
ナルステーション(PS)はp-持続アルゴリズムに基づきベ
ースステーション(BS)へ送信を開始する。最初の送信は
パーソナルステーション(PS)の存在をベースステーショ
ン(BS)に知らせる。ベースステーション(BS)は、そのチ
ャネルのパーソナルステーション(PS)の数を１つだけ増
やし、パーソナルステーション(PS)にトークンの番号を
与える。

【００６６】３．３ チャネルシェアリングプロトコル
(CSP)の例 チャネルにアクセスしようとする複数のパーソナルステ
ーション(PS)をもつただ一つのチャネルについて説明す
る。チャネル当たり最大４つのパーソナルステーション
(PS)が許され、衝突は生じない。それぞれのパーソナル
ステーション(PS)は、アイドルトークンを受信した後、
ベースステーション(BS)にチャネル要求を送信する。い
くつかのパーソナルステーション(PS)が、フリーチャネ
ル情報及びアイドルトークンを受信するが、p-持続によ
れば、これらは同時にそのチャネルにアクセスできず、
衝突を避けられる。この例によれば、PS5はチャネルに
アクセスすることができない。このようにアクセスにお
ける失敗はデータ送信において非常な遅延をもたらす。
それぞれのチャネルは、パーソナルステーション(PS)に
割り当てられたトークン番号と一緒にベースステーショ
ン(BS)からアクノリッジ（ACK）の受信を要求する。パ
ーソナルステーション(PS)がデータ送信を終えたとき
（例えばPS1）、ベースステーション(BS)へノーデータ
アベイラブルを送信し、続いて次のトークンを送信する
ことをベースステーション(BS)に知らせる。

【００６７】この本発明のチャネルシェアリングプロト
コル(CSP)を良く理解するために、１つの例を挙げる。

【００６８】図９において、本発明のチャネルシェアリ
ングプロトコル(CSP)の例を示す。第1装置（Preliminar
y Communication Device : PD）は、まずFCIを送信し
（PD-1）、チャネル要求に対してACK（トークン１）を
返し（PD-2）、チャネルが一杯でないときトークン１を
送信し（PD-3）、ARQプロシージャにしたがってデータ
送信／受信を行い（PD-4）、SD２のチャネル要求に対し
てACK（トークン２）を返す（PD-5）。また、SD３のチ
ャネル要求に対してACK（トークン３）を返し（PD-
7）、SD4のチャネル要求に対してACK（トークン４、チ
ャネル一杯）を返す（PD-8）。なお、この後において、
接続が許可されたSD１〜SD４の接続状況を確認するため
に、それぞれに対応するトークンTK1〜TK４を送信す
る。これに対し、それぞれのSDはノーデータNDを返す。

【００６９】一方、第2装置（Secondary Communication
Device : SD）のNo.１は、FCI（PD-1）を受けて発生し
た乱数が、（乱数）＞(p-持続値)であったので送信チャ
ネル要求を送信して（SD1-1）データを送信する。デー
タ送信が終了したら送信データなしチャネル解放を送信
する（SD1-2）。なお、その後において、PDのトークンT
K1に応答して、SD1はノーデータNDをPDに対し送信す
る。これは、先に述べたように、PDが、SDが通信可能な
状態にあるかどうかを判断しシステムを管理するためで
ある。

【００７０】また、他の第2装置（No.２）は、SD1のノ
ーデータND（SD1-2）により生じて、PDが送信したアイ
ドルトークンIDLEを受けて、チャネル要求CRを発生し、
データを送信し、送信完了後、ノーデータNDを返す。

【００７１】また、他の第2装置（No.３）は、FCI（PD-
1）を受けて発生した乱数が、（乱数）＜(p-持続値)で
あったので送信チャネル要求を送信しない（SD3-1）。
次のFCIあるいはアイドルトークンを待つ。

【００７２】また、他の第2装置（No.５）は、FCI（PD-
1）を受け、このチャネルを選択したが、発生した乱数
が、（乱数）＜(p-持続値)であったので送信することが
できない（SD5-1）。再びFCIを受けて、同じチャネルを
選択したが、やはり送信することができなかった（SD5-
2）。結局、SD5はこのチャネルに加わることができなか
った。

【００７３】なお、他の第2装置（No.4）は、起動し初
期化されている（SD4-1）。

【００７４】図９の例は、１つのチャネルに最大４つの
SDが許容されている場合を示す。ＰＤはＦＣＩを定期的
（1秒間隔）に送信する。一方、SD４が接続された後（P
D-8以降）はこのチャネルが一杯になったので、SD-1〜S
D-4のいずれかがチャネル解放しない限り、アイドルト
ークンは送信されない。他方、４つのトークンTK1〜TK
４がPDから定期的に送信される。

【００７５】ところで、図９の例は接続エラーがないと
きの例である。次の、接続エラーがあるときのタイミン
グチャートを図１０に示す。図１０において、図９と同
じ符号が付与された部分の動作は同じである。ところ
が、図１０においては、SD-2はチャネル要求CRを送信
後、何らかの理由で通信が不可能になったとする（有線
ではまず起きないことである）。PDはSD２のチャネル要
求CRに対してACKを返し、トークンTK２を送る。しか
し、SD-2はノーデータNDを返すことができない。このよ
うな場合、確実を期すために、PDは所定回数（例えば５
回）繰り返してTK２を送る。しかし、図１０の場合、そ
れでも応答がない。この発明の実施の形態では、もう一
度（合計２回のトライとは限らない）トークンを送信す
る。つまり、PD-6の後にもPD-9において再度、5回トー
クンTK２を送信する。それでもなお応答がないときは、
PDはSD-2の切断を通知する（DC-2)。このような手順に
より、通信不能になった端末を切断してチャネルの有効
利用を図ることができるとともに、その手順に慎重を期
して不用意に端末の切断を行わないようにしている。

【００７６】以上の説明をまとめた状態遷移図を図８に
示す。

【００７７】３．４ 詳細フローチャート 図９及び図１０に対応するPDの詳細なフローチャートを
図４及び図５に示し、SDの詳細なフローチャートを図６
及び図７に示す。

【００７８】図４及び図５について説明する。トークン
をアイドルに初期化してFCIを送信する（S50)。FCIがタ
イムアウトであれば再度FCIを送信し（S51)、トークン
を送信する（S53）。送信データなし（ND)／データ受信
（DATA)／PSへの送信データ／なし／チャネル要求（CR)
のうちのどの信号を受信したか判断する（S５４）。

【００７９】送信データなし（ND）のとき、トークンが
最後のトークンかどうか判断し（S57)、そうであればア
イドルトークンを送信し（S59）、そうでなければトー
クンの番号を１だけ増加する（S58)。

【００８０】データ又はPSへのデータを受信したとき
は、データ受信プロシージャを行う（S55)。その後、チ
ャネル解放要求を受信したかどうか判断し（S56)、そう
であればステップS57に進み、そうでなければステップS
51に戻る。

【００８１】チャネル要求であれば、フリートークンを
SDアドレスに割り当て、チャネル要求のACKを返し、SD
のトークン番号を返す（S64)。次に、トークン番号はチ
ャネル当たりに許されるSDの最大数（例えば４台）と同
じかどうか判定し（S65)、そうであればFCIとトークン
内でチャネル一杯(crowded）にセットし（S66)てステッ
プS57に進み、そうでなければ直接ステップS57に進む。

【００８２】なにもなければ、最大回数のトークン（例
えば５回）送信されたかどうか判定し（S60)、そうでな
ければステップS51に戻り処理を繰り返し、そうであれ
ばトークン送信サイクルは最大値（例えば２回）かどう
か調べ（S61)、そうであればトークンがフリートーク
ン、すなわちトークンを使っているSDはない（S62)か
ら、当該SDは通信不能と判断して切断し、ステップS57
に進む。そうでなければ、トークン送信サイクルを１だ
け増加して（S63)、ステップS57に進む。

【００８３】図６及び図７について説明する。p-持続値
（p-persistence）をセットし（S1）、FCIを受信する。
送信されているFCIがないときFCIを待つ（S2)。干渉し
ているチャネル以外の使用可能なフリーチャネルがある
かどうか調べる（S3)。

【００８４】使用可能なフリーチャネルがあるときは、
ランダムにチャネルを選択し（S4)、多すぎてチャネル
に干渉があるかどうか調べ（S5)、そうであればメモリ
にチャネル番号を干渉しているチャネルとして記憶し
（S7)、ステップS2に戻る。そうでなければ０〜１の間
の乱数を発生し（S6)、（発生した乱数）＞（p-持続
値）であるかどうか調べ（S8)、そうであればBSへチャ
ネル要求を送信し（S15)、そうでなければステップS２
に戻る。

【００８５】使用可能なフリーチャネルがないときは、
ランダムにチャネルを選択し（S9)、チャネル一杯かど
うか判断し（S10)、そうであればステップS2に戻る。そ
うでなければ、チャネルアイドルかどうか調べ（S11)、
そうであれば直接ステップS13に進み、そうでなければ
チャネルアイドル信号受信まで待ち（S12)、０〜１の間
の乱数を発生し（S13)、（発生した乱数）＞（p-持続
値）であるかどうか調べ（S14)、そうであればBSへチャ
ネル要求を送信し（S15)、そうでなければステップS２
に戻る。

【００８６】ステップS15でチャネル要求を送信した
後、チャネル要求に対するACKとトークン番号を受信し
たかどうか判断し（S16)、そうでなければステップS２
に戻り、そうであればトークン番号をメモリに記憶し、
PDからトークンを待つ（S17、S18)。次に、トークン待
ち時間過ぎたかどうか判断し（S19)、そうであればステ
ップS２に戻り、そうでなければPDからの切断メッセー
ジかどうか判断し（S20)、そうであればステップS2に戻
り、そうでなければPDからトークンを受信したかどうか
判断し（S21)、そうであれば送信すべきデータを自分が
持っているかどうか調べ（S22)、なければ送信データな
しを返し（S27)、あればデータ送信を開始する（S23)。
送信データがなくなったかどうか調べ（S24）、あれば
データ送信を継続し（S26)、なくなったら送信するデー
タ（IPパケット）があるかどうか調べ（S25)、あればデ
ータ送信を継続し（S26）、なければPDへ送信データな
しを返し（S27)、再びPDからトークンを待つ（S18）。

【００８７】３．５ フォーマット 図１２にこの発明の実施の形態におけるフォーマットの
例を示す。図１２のフォーマットは、データ／チャネル
ACK、ノーデータND、切断DCなどのU-フレーム／トーク
ンTK、ACK、NACKなどの空(Empty)フレームとして使用さ
れる。最初のデータの2bitのフレームIDはフレームの種
類を示し、同じくND（No Data to Transmit）はU−フレ
ームの種別を示す。３番目の制御フィールド（Control
Field）は何を送信したか、４番目の制御フィールドは
何を受信したかを知らせるものである。

【００８８】図１３はFCIのフォーマットの例を示す。

【００８９】４．スループット分析 本発明のチャネルシェアリングプロトコル(CSP)のチャ
ネルスループットは式（１）のように書ける。

【００９０】

【数１】

【００９１】ここで、Sはチャネルスループット、Uは期
待利用時間、Bは期待ビジー時間及びIは期待アイドル時
間である。

【００９２】期待利用時間はチャネルが連続的に利用さ
れている間の時間である。この分析において干渉や誤り
を考慮していないので、データ送信は常に成功する。こ
のように、チャネルが利用される確率は、パーソナルス
テーション(PS)がトークンを受信し送信すべきデータを
もつ確率である。パーソナルステーション(PS)がトーク
ンを受信する確率は、

【００９３】

【数２】

【００９４】ｉ番目のパーソナルステーション(PS)が１
つのチャネルにいる確率は、

【００９５】

【数３】

【００９６】ここで、Nはパーソナルステーション(PS)
の合計数、Mはチャネル数、ｎはチャネル当たりに許さ
れるパーソナルステーション(PS)の数及びp_pはそれぞれ
のパーソナルステーション(PS)に与えられるp-持続値
（０と１の間）である。

【００９７】パーソナルステーション(PS)の期待数は

【００９８】

【数４】

【００９９】IPパケット到着がポアッソン分布であると
すれば、IPパケットが１つのユーザーに到着する確率
は、

【０１００】

【数５】

【０１０１】ここで、TはTDDに対するタイムスロット及
びｐはIPパケットの数に関する到着率である。ｋ個のチ
ャネルが利用する確率は、

【０１０２】

【数６】

【０１０３】ここで、G＝ｇTは負荷である。

【０１０４】T（ｍｓ）における利用チャネルの期待数
は

【０１０５】

【数７】

【０１０６】同様に、タイムスロットTにおけるビジー
チャネルの期待数は、衝突のチャネル期待数及び利用チ
ャネルの期待数の和である。１つのチャネルにおいて衝
突が存在する確率は、2以上のパーソナルステーション
(PS)が同じチャネルを選択するとともに、p_pより大きな
乱数値を得る確率である。衝突の確率は、１マイナス
（いかなるPSもチャネルを選択しない確率）マイナス
（１つのユーザーがチャネルを選択するとともにp_pより
大きな乱数値を得る確率）である。

【０１０７】

【数８】

【０１０８】ｋチャネルで衝突が存在する確率は、

【０１０９】

【数９】

【０１１０】ｋチャネルで衝突が生じる確率を知れば、
衝突が生じるチャネルの期待数は次のように書ける。

【０１１１】

【数１０】

【０１１２】ビジーチャネルの期待数は次のように書け
る。

【０１１３】

【数１１】

【０１１４】タイムスロットTでのアイドルチャネルの
期待数を計算する。１つのパーソナルステーション(PS)
に１つのトークンが到着したとき１つのチャネルがアイ
ドルであり、このパーソナルステーション(PS)が送信す
べきデータを持たない。データの到着がポアッソン分布
であるとすれば、いかなるデータの到着が与えられない
確率は、

【０１１５】

【数１２】

【０１１６】式（４）を使えば、全てのチャネルがアイ
ドルである確率は次のように与えられる。

【０１１７】

【数１３】

【０１１８】ゆえにｋ個のチャネルがアイドルである確
率は次のように与えられる。

【０１１９】

【数１４】

【０１２０】期待値は次のように与えられる。

【０１２１】

【数１５】

【０１２２】全てのチャネルがアイドルであればスルー
プットは０であり、チャネルがアイドルでなければスル
ープットは利用チャネルとビジーチャネルの比である。
したがって、チャネルシェアリングプロトコル(CSP)に
対するスループットは次のように書ける。

【０１２３】

【数１６】

【０１２４】式（７）（１１）及び（１５）を式（１
６）に代入すれば、スループットは次のように書ける。

【０１２５】

【数１７】

【０１２６】５．数値結果 以下に、本発明のチャネルシェアリングプロトコル(CS
P)のT＝１０ｍｓに対する数値結果を示す。

【０１２７】衝突に対応するために、p-持続アルゴリズ
ムがチャネルシェアリングプロトコル(CSP)により使用
される。値p_pが非常に重要な要素である。ｐ_pが小さい
と、衝突の確率は増加し、送信における遅延が増加す
る。ｐ_pが大きいと、チャネルアクセスにおける遅延は
増加する。ｐ_pの値を適当に選択することはチャネルシ
ェアリングプロトコル(CSP)が適当に機能するために重
要である。図１４はｐ_pの値を変化させたときの結果を
示す。

【０１２８】図１４は、１７チャネルをもつチャネルシ
ェアリングプロトコル(CSP)のスループット対負荷の関
係を示す。チャネル当たり６８PSと４PSであり、ａ：ｐ
_p＝０．９、ｂ：ｐ_p＝０．８、ｃ：ｐ_p＝０．５、ｄ：
ｐ_p＝０．１である。これらの結果は、明らかにｐ_pが高
い値であるほどより良い性能を示している。これは、こ
の値は衝突の数が減少すると増加するからである。結果
の残りはｐ_p＝０．８に対して発生する。

【０１２９】図１５は、CSMA/CAをもつ比較結果を示
す。図１５は、CSMA/CAをもつチャネルシェアリングプ
ロトコル(CSP)の比較でスループット対負荷の関係を示
す。ここで、ａ：CSMA/CA、ｂ：CSP、２チャネル２０PS
及び１０PS（チャネル当たり）、ｃ：CSP、３チャネル
３０PS及び１０PS（チャネル当たり）、ｄ：CSP、１０
チャネル、１００PS及び１０PS（チャネル当たり）。CS
AM/CA結果はN=10に対するものであり、コンテンション
ウインドー＝０．４＊Pkt＿Timeである。ここで、Pkt_T
ime=20である。この結果は明らかに、本発明のチャネル
シェアリングプロトコル(CSP)においてチャネル数が大
きいほど、CSMA/CAと比較した性能は良くなる。

【０１３０】図１６は、チャネル当たりのパーソナルス
テーション(PS)の数を変えたときの結果を示す。図１６
は、１７チャネルのスループット対負荷の関係を示す。
この結果から、チャネル当たりのパーソナルステーショ
ン(PS)の数について、本発明のチャネルシェアリングプ
ロトコル(CSP)の性能にはなんの影響もないことがわか
る。

【０１３１】以上のように、本発明の方法の性能は、ス
ループット及び負荷に関して測定され、数値結果によれ
ば、本発明のチャネルシェアリングプロトコル(CSP)
は、高いp-持続（ｐ_p＝０．８，０．９）に対して負荷
を変化させたとき、０．９程度の高い、ほとんど一定の
スループットを実現する。チャネルの数が３以上であれ
ば、本発明のチャネルシェアリングプロトコル(CSP)はC
SMA/CAよりも優れている。本発明のチャネルシェアリン
グプロトコル(CSP)の性能はチャネル数が多いほどより
良くなる。１つのチャネルでのパーソナルステーション
(PS)の数に関してチャネルシェアリングプロトコル(CS
P)の性能には何の影響を与えない。このように、本発明
の方法はスペクトラムの有効利用を実現することができ
る。

【０１３２】発明の実施の形態２．上記実施の形態１を
インターネットに適用することを考える。従来のTCP/IP
通信プロトコルにおいて、通信相手の識別情報として、
IP Address(32ビット）あるいはMAC Address(48ビッ
ト）が使用されている。これらのアドレスは世界で唯一
の値となるように管理されている。LAN（Local Area Ne
twork）やWAN（Wide Area Network）のように１０Mbps
以上の伝送レートをもつシステムでは、これらのアドレ
ス長は無視できる。インターネットやWANなどの広域ネ
ットワークの接続ポイントにおいては、これらのアドレ
スを使用することにより、パケット情報（パケット中に
はこれらのアドレスが含まれる）をルーティングあるい
は通信相手に送信することができる。

【０１３３】しかし、LANやWANとTCP/IPで接続されるチ
ャネル当たり６４〜１２８ｋｂｐｓ程度の伝送レートを
もつ狭域の無線伝送システムの通信プロトコルでは、IP
アドレスあるいはMACアドレスをそのまま識別情報とし
て使用するには無視できないビット長である。

【０１３４】そこで、IPアドレスあるいはMACアドレス
に対応し、かつ、システム内（例えば、図１１のシステ
ム内）においてユニークとなる数ビット〜８ビット程度
のショートアドレスを付与することで、実効伝送レート
を向上させることを考える。

【０１３５】具体的には次の手順で行う。

【０１３６】（１）基地局（BSあるいはPD)は、そのシ
ステムで利用可能な全てのショートアドレスを管理す
る。ショートアドレスの数は各システムに依存する。

【０１３７】（２）通信要求のある無線装置（PSあるい
はSD）は、任意のチャネルを選択し、自己のMACアドレ
スを付加情報として該チャネルからチャネル割当要求CR
を送信する。

【０１３８】（３）チャネル割当要求を受信した基地局
は、全ショートアドレスの中から未割当のショートアド
レスを選択し、受信したMACアドレスと対応づける。基
地局はこのためのメモリをもち、予め複数のショートア
ドレスのテーブルを用意しておき、MACアドレスをこれ
らのいずれかと対応づける。チャネル割当応答の付加情
報としてショートアドレスを送信する。

【０１３９】（４）以降、基地局及び無線装置は、通信
時、割当てられたショートアドレスを使用することがで
きる。

【０１４０】図１７にチャネルビジー／アイドルマネー
ジメントデータのフォーマットの例を示す。図１８にチ
ャネルステータスマネジメントデータのフォーマットを
示す。図１９にチャネル割当要求フレーム構造の例を示
す。図２０にチャネル割当応答フレーム構造の例を示
す。図１７〜図２０によれば、４８ビットのMACアドレ
スに対し、８ビットの「00000001」のショートアドレス
が割り当てられている。

【０１４１】以上のように、この発明の実施の形態２に
よれば、無線伝送システムのように伝送レートが比較的
遅いチャネルにおいて、TCP/IPパケットデータ等の長い
データ列を分割して送信する場合、本来のIPアドレスや
MACアドレスを使用すると分割損失が大きくなり、実行
伝送レートが低下するという問題を、ショートアドレス
を使用することにより解決することができる。

【０１４２】発明の実施の形態３．上記発明の実施の形
態１では、衝突を防止するためp-持続アルゴリズムを採
用している。ところで、p-接続アルゴリズムにおいて接
続できなかった方の端末は再度空いているチャネルを探
すことになる。このチャネルにおいても再び衝突が生じ
ることがある。例えば、同時に３つの端末からチャネル
要求があったとき、チャネルが割り当てられなかった残
りの２つの端末が再び競合することがある。これでは同
じ処理を繰り返すことになり無駄が生じるとともに、時
間遅延が生じる。

【０１４３】そこで、全てのチャネルやリソースを通信
要求のある端末にリアルタイムに割り当てることによ
り、不要な待ち時間を削減することを考える。

【０１４４】具体的には次の手順で行う。

【０１４５】（１）基地局はそのシステムで利用可能な
全チャネルの空塞情報（FCI)及び全ショートアドレスを
管理する。

【０１４６】（２）通信要求のある無線装置は、空チャ
ネルの中から任意のチャネルを選択し、自己のMACアド
レスを付加情報として該チャネルに対するチャネル割当
要求を送信する。

【０１４７】（３）チャネル要求を受信した基地局は、
全ショートアドレスの中から未割当のショートアドレス
を選択し受信したMACアドレスと対応づける。指定され
たチャネルが割り当て不可能な場合、別の空きチャネル
を予約状態にして、予約チャネル情報及び別チャネルで
割当可の表示をチャネル割当応答の付加情報として送信
する。

【０１４８】（４）チャネル割当応答を受信した無線端
末は、送受信チャネルを指定されたチャネルに切り替
え、自己のMACアドレスを付加情報として該チャネルか
らチャネル割当要求を送信する。

【０１４９】（５）チャネル割当要求を受信した基地局
は、予約したチャネルのMACアドレスとチャネル割当要
求の付加情報のMACアドレスが一致するなら、チャネル
割当応答の付加情報としてショートアドレスを送信す
る。

【０１５０】（６）以降、基地局及び無線装置は、通信
時、割当てられたショートアドレスを使用することがで
きる。

【０１５１】以上のように、この発明の実施の形態３に
よれば、あるチャネルに対してアクセス競合等が生じて
も、システム内の他のチャネルが空ならば、アクセス競
合に敗れた無線端末も無効な遅延時間を生じることな
く、通信を開始することができる。

【０１５２】なお、より効率的な無線伝送システムを構
築するために、以上の実施の形態１乃至３の発明をすべ
て組み合せてもよい。

【０１５３】なお、本明細書において、手段とは必ずし
も物理的手段を意味するものではなく、各手段の機能
が、ソフトウェアによって実現される場合も包含する。
さらに、一つの手段の機能が、二つ以上の物理的手段に
より実現されても、若しくは、二つ以上の手段の機能
が、一つの物理的手段により実現されてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１のベースステーショ
ン（BS）の動作の概略フローチャートである。

【図２】 この発明の実施の形態１のパーソナルステー
ション（PS）の動作の概略フローチャートである。

【図３】 この発明の実施の形態１の無線送信システム
の概念図である。

【図４】 この発明の実施の形態１のベースステーショ
ン（BS）の動作の詳細フローチャートである。

【図５】 この発明の実施の形態１のベースステーショ
ン（BS）の動作の詳細フローチャートである（続き）。

【図６】 この発明の実施の形態１のパーソナルステー
ション（PS）の動作の詳細フローチャートである。

【図７】 この発明の実施の形態１のパーソナルステー
ション（PS）の動作の詳細フローチャートである（続
き）。

【図８】 この発明の実施の形態１のチャネルシェアリ
ングプロトコルの状態遷移図である。

【図９】 この発明の実施の形態１におけるチャネルア
クセス及びトークン送信を説明するためのタイミングチ
ャートである。

【図１０】 この発明の実施の形態１においてエラーが
生じたときの動作を説明するためのタイミングチャート
である。

【図１１】 無線送信システムの概略構成図である。

【図１２】 この発明の実施の形態１におけるフォーマ
ットの例である。

【図１３】 この発明の実施の形態１におけるフリーチ
ャネル情報（FCI）のフォーマットの例である。

【図１４】 この発明の実施の形態１のチャネルシェア
リングプロトコルにおけるスループット対負荷特性を示
す図である。

【図１５】 この発明の実施の形態１のチャネルシェア
リングプロトコルと衝突搬送波感知多重アクセス／回避
機能（CSMA/CA）とを比較したスループット対負荷特性
を示す図である。

【図１６】 この発明の実施の形態１のチャネルシェア
リングプロトコルにいてチャネル当たりのパーソナルス
テーションの数を変化させたときのスループット対負荷
特性を示す図である。

【図１７】 この発明の実施の形態２のチャネルビジー
／アイドルマネージメントデータのフォーマットの例を
示す。

【図１８】 この発明の実施の形態２のチャネルステー
タスマネジメントデータのフォーマットを示す。

【図１９】 この発明の実施の形態２のチャネル割当要
求フレーム構造の例を示す。

【図２０】 この発明の実施の形態２のチャネル割当応
答フレーム構造の例を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 利根川 功 東京都中央区八丁堀２丁目12−７ ユニデ ン株式会社内

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通信を制御するための第1装置と、複数
   の第2装置とを備えるデータ伝送システムにおいて、同
   時に複数の第2装置を許容するチャネルを通じて無線で
   データ通信を行うためのデータ通信方法であって、 前記第1装置により送信され、前記チャネルが一杯でな
   いことを示すチャネル内空き情報を前記第2装置が受け
   るチャネル内空き情報受信ステップと、 前記チャネルの割当てを受けようとする前記第2装置が
   チャネル要求を出すチャネル要求ステップと、 前記チャネル要求に応じて、前記第1装置により送信さ
   れる指定情報を受ける指定情報受信ステップと、 前記指定情報を受けた前記第2装置がデータを送信する
   データ送信ステップとを備えることを特徴とするデータ
   通信方法。
2. 【請求項２】 前記チャネル要求ステップにおいて、複
   数の第2装置が同時にチャネル要求を出すときに、p-持
   続(persistence）アルゴリズムにより調整を行う競合調
   整ステップを備えることを特徴とする請求項１に記載の
   データ通信方法。
3. 【請求項３】 前記チャネル要求に応じて、前記第1装
   置により送信される指定情報を受けたときに、送信すべ
   きデータがない場合には、前記第2装置は送信データ無
   し情報を送信する送信データ無し情報送信ステップを備
   えることを特徴とする請求項１に記載のデータ通信方
   法。
4. 【請求項４】 前記チャネル要求がなされた後に、前記
   指定情報は繰り返し送信され、これに対し前記指定され
   た第2装置は応答することを特徴とする請求項１に記載
   のデータ通信方法。
5. 【請求項５】 前記第1装置は、前記指定された第2装置
   から応答がないときに、前記指定情報を予め定められた
   回数だけ繰り返して送信することを特徴とする請求項４
   に記載のデータ通信方法。
6. 【請求項６】 前記指定情報を予め定められた回数だけ
   繰り返して送信することを、予め定められた回数だけ繰
   り返した後でも、前記指定された第2装置から応答がな
   いときに、前記第1装置は前記指定された第2装置の指定
   を取り消すことを特徴とする請求項５に記載のデータ通
   信方法。
7. 【請求項７】 前記チャネルが複数存在するときに、前
   記第1装置により送信され、空きがあるチャネルを示す
   チャネル情報を前記第2装置が受けるチャネル情報ステ
   ップと、 前記チャネル情報に基づき前記第2装置がチャネルを選
   択するチャネル選択ステップとを備えることを特徴とす
   る請求項１記載のデータ通信方法。
8. 【請求項８】 前記チャネル情報は、予め定められた間
   隔で、前記複数のチャネルにおいて同時に送信されるこ
   とを特徴とする請求項７に記載のデータ通信方法。
9. 【請求項９】 前記第1装置は予め複数の短縮アドレス
   を含むテーブルを格納したメモリを備え、 前記チャネル要求ステップにおいて、前記第2装置は、
   前記チャネル要求とともに自己のアドレス情報を送信
   し、 前記第1装置は前記第2装置から送られたアドレス情報を
   前記テーブルの所定の位置に格納するとともに、対応す
   る短縮アドレスを送信し、 前記第2装置が前記短縮アドレスを送信したときに、前
   記第1装置は前記テーブルに基づき前記短縮アドレスを
   元のアドレスに変換してから外部に送信することを特徴
   とする請求項１記載のデータ通信方法。
10. 【請求項１０】 前記チャネル要求ステップにおいて、
    複数の第2装置が同時にチャネル要求を出したときに調
    整を行う競合調整ステップを備え、 前記競合調整ステップにおいて、チャネル要求が認めら
    れなかった第2装置に対して、前記第1装置は、別の空き
    チャネルを予約状態にして、別のチャネルで割り当て可
    能であること及び当該別のチャネルの予約情報を前記第
    2装置に対して送信することを特徴とする請求項１に記
    載のデータ通信方法。
11. 【請求項１１】 通信を制御するための第1装置と、複
    数の第2装置とを備え、同時に複数の第2装置を許容する
    チャネルを通じて無線でデータ通信を行うためのデータ
    通信システムであって、 前記第1装置は前記チャネルが一杯でないことを示すチ
    ャネル内空き情報を送信し、前記第2装置が当該チャネ
    ル内空き情報を受信し、 前記チャネルの割当てを受けようとする前記第2装置は
    チャネル要求を出し、 前記チャネル要求に応じて、前記第1装置は前記第2装置
    に指定情報を送信し、 前記指定情報を受けた前記第2装置がデータ送信するこ
    とを特徴とするデータ通信システム。
12. 【請求項１２】 前記第1装置は、さらに、複数の第2装
    置が同時にチャネル要求を出したときに調整を行うとと
    もに、チャネル要求が認められなかった第2装置に対し
    て、前記第1装置は、別の空きチャネルを予約状態にし
    て、別のチャネルで割り当て可能であること及び当該別
    のチャネルの予約情報を前記第2装置に対して送信する
    ことを特徴とする請求項１１に記載のデータ通信システ
    ム。
13. 【請求項１３】 通信を制御するための通信制御装置
    と、複数の端末装置とを備えるデータ伝送システムにお
    いて、同時に複数の端末装置を許容するチャネルを通じ
    て無線でデータ通信を行うために用いられる通信制御装
    置であって、 前記チャネルが一杯でないことを示すチャネル内空き情
    報を送信するとともに、前記端末装置からのチャネル要
    求に応じて指定情報を送信する無線送信部と、 前記チャネルの割当てを受けようとする前記端末装置が
    出すチャネル要求を受ける無線受信部とを備えたことを
    特徴とする通信制御装置。
14. 【請求項１４】 前記通信制御装置は、予め複数の短縮
    アドレスを含むテーブルを格納したメモリを備え、 前記通信制御装置は、前記端末装置から送られたアドレ
    ス情報を前記テーブルの所定の位置に格納するととも
    に、対応する短縮アドレスを送信し、前記端末装置が前
    記短縮アドレスを送信したときに、前記テーブルに基づ
    き前記短縮アドレスを元のアドレスに変換してから外部
    に送信することを特徴とする請求項１３記載の通信制御
    装置。
15. 【請求項１５】 前記チャネルが複数存在するときに、
    前記無線送信部は、空きがあるチャネルを示すチャネル
    情報を送信することを特徴とする請求項１３記載の通信
    制御装置。
16. 【請求項１６】 通信を制御するための通信制御装置
    と、複数の端末装置とを備えるデータ伝送システムにお
    いて、同時に複数の端末装置を許容するチャネルを通じ
    て無線でデータ通信を行うために用いられる端末装置で
    あって、 前記通信制御装置により送信され、前記チャネルが一杯
    でないことを示すチャネル内空き情報を受けるととも
    に、自らが出したチャネル要求に応じて、前記通信制御
    装置により送信される指定情報を受ける無線受信部と、 前記チャネルの割当てを受けようとするときに、前記チ
    ャネル要求を出すとともに、前記指定情報を受けたとき
    に、データ送信する無線送信部とを備えたことを特徴と
    する端末装置。
17. 【請求項１７】 前記チャネルが複数存在するときに、
    前記無線受信部は、通信制御装置から送信されるチャネ
    ル情報を受信し、 前記チャネル情報に基づきチャネルを選択することを特
    徴とする請求項１６記載の端末装置。