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隠れ端末に対応して通信をコントロールするRTS/CTS制御

無線LAN通信の隠れ端末が生じた時に対応する、RTS/CTS制御について紹介しています。この記事では、どのような時に、隠れ端末が生まれてしまうのか、何が問題になるのか等に触れながら、RTS/CTS制御の仕方を事例で説明しています。

隠れ端末とは

無線LAN通信の場合、子機間の距離が離れすぎている場合や、子機間に電波を遮る障害物があると、親機と子機間では通信が出来ても、子機間では通信できないことがあります。

隠れ端末というのは、このように子機間で通信ができない場合の子機のことです。隠れ端末と言うよりも、端末が見えない状態の「hidden node」と呼んだ方が分かりやすいかもしれません。

隠れ端末に対応して通信をコントロールするRTS/CTS制御とは?

有線LANでは、送信と受信を同時に対応する全二重通信で通信していますが、無線ANでは、送信と受信を同時にすると信号が衝突するため通信できません。

そのため、無線LANでは、送信側 or 受信側からの信号が途絶えることを確認してから通信する、半二重通信で対応しています。このような制御は、CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access /Collision Avoidance)方式と呼んでいます。

ところが、CSMA/CA方式では、子機が他の子機の状態を確認するため、子機間で通信できない、隠れ端末状態の場合には、対応していません。

CSMA/CA方式では対応できない時に、RTS/CTS制御が用いられます。

RTS/CTS制御方式

次に、RTS/CTS制御方式の仕組みについて障害物などが間にあって通信できない、子機Aと子機Bの通信事例で紹介します。

  1. 子機Aは、子機Bが見つけられないため、データ送信する前に、親機に送信要求のRTS(Request to send)を発信します。
  2. 送信要求のRTSパケットを受信した親機は、子機Aに送信権があることを、子機Aと子機Bに連絡します。この時、親機は各子機に、受信準備完了のCTS(Clear to send)パケットを送信して知らせます。
  3. CTSパケットを親機から受信した子機Bは、他の子機からの通信を待って、自分からは送信しないようにします。子機Aは、親機からのCTSパケット情報を得て、データを子機Bに発信します。
  4. 子機Aが送信終了すると、親機は各子機にACK(Acknowledge)信号を出して、通信が完了した事を知らせます。
  5. ACK信号を受信した各子機は、通信可能になったことを知りますが、データ送信に際しては、①から同様の動作を始めます。

以上がRTS/CTS制御方式の仕組みです。

尚、RTS/CTS信号は、全ての子機に連絡が届くように、通信速度は最低速度で送信します。

まとめ

隠れ端末とは、電波が遮断されるなどの為、子機間で通信ができない状態の子機のことです。

隠れ端末では、子機間の通信が出来ないため、通信の衝突を避けることを目的に、RTS/CTS信号方式が使われます。

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iyasaretaihito
子どもの時から、昆虫や恐竜、宇宙などに興味がある理科大好きな理系人間です。 会社は半導体設計関連会社に勤務して、60歳で定年退職後は趣味に没頭する、のん気なおじさんです。
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