電波の渋滞を回避！キャリアセンスで快適通信

電波の渋滞を回避！キャリアセンスで快適通信

電波の奪い合いを防ぐ仕組み

私たちの身の回りは、スマートフォンや無線通信機能を搭載した機器であふれており、目に見えない電波を使って様々な情報がやり取りされています。これらの機器は、それぞれが決められた周波数帯を使って通信を行っています。しかし、もしも複数の機器が、まるで交差点で車が信号を無視して突っ込んでくるように、同時に同じ周波数帯を使って電波を送信してしまったらどうなるでしょうか？電波同士が干渉しあい、情報が正しく伝わらなくなってしまいます。これは、電波の衝突事故と言えるでしょう。

このような混乱を防ぎ、スムーズな通信を実現するために重要な役割を担っているのが「搬送波感知」という技術です。これは、無線通信を行う機器が、電波を送信する前に、周囲に同じ周波数帯を使っている機器が存在するかどうかを確認する機能です。もし他の機器が同じ周波数帯を使っている場合は、電波の送信を控え、他の周波数帯が空くまで待機します。

搬送波感知機能は、まるで交通整理の警察官のように、電波の衝突事故を防ぎ、円滑な交通を確保する役割を担っています。この技術のおかげで、私たちは意識することなく、スマートフォンや無線通信を快適に利用できているのです。

キャリアセンスの基本的な動作

無線通信において、電波は目に見えない資源であり、複数の機器が同時に利用すると混信が発生し、通信品質が低下する可能性があります。これを防ぐために重要な役割を果たすのがキャリアセンスという機能です。

キャリアセンスは、電波を送信する前に、周囲の電波の状態を監視する機能です。例えるなら、道路を渡る前に左右を確認する行動に似ています。車が来ていれば危険なので、車が途切れるまで待ってから渡るのと同じように、キャリアセンスは他の機器が通信を行っているかどうかを調べます。

具体的には、送信しようとする周波数帯で他の機器が通信を行っている場合、電波が混雑していると判断し、自分の送信を控えます。そして、周囲の電波が空いたタイミングを見計らってから、改めてデータの送信を開始します。このように、キャリアセンスは電波の衝突を回避し、円滑な通信を実現するために欠かせない機能と言えるでしょう。

混雑時の再送信

無線通信において、多くの機器が同時にデータを送信しようとすると、電波が衝突してしまい、通信が途絶えることがあります。これを防ぐために、キャリアセンスという仕組みが使われています。これは、機器が送信を開始する前に、電波が空いているかどうかを確認する仕組みです。

しかし、キャリアセンスを使っていても、複数の機器がほぼ同時に送信を開始しようとしてしまい、電波の衝突が発生することがあります。このような場合、それぞれの機器は、電波が混雑していることを感知し、ランダムな時間だけ送信を遅延させます。そして、決められた時間が経過したら、再度送信を試みます。

ランダムな時間だけ送信を遅らせることで、全ての機器が同時に再送信を試みることを防ぎ、衝突の発生確率を低減することができます。この仕組みにより、衝突を回避し、最終的には全ての機器がデータを送信できるようになります。

このように、混雑時の再送信は、電波の衝突を効率的に回避し、限られた電波資源を有効活用することで、スムーズな通信を実現するための重要な技術です。

身近なキャリアセンスの活躍

私たちの身の回りでは、目には見えない電波を使って、様々な情報が飛び交っています。スマートフォンやパソコンでインターネットを楽しむのも、無線LANルーターを通じて電波でデータのやり取りをしているからです。
ところで、たくさんの機器が同時に電波を送受信したらどうなるでしょうか？ おそらく、電波同士がぶつかってしまい、正しく情報が伝わらなくなってしまいますよね。
このような電波の衝突を防ぎ、スムーズな通信を可能にしているのが「キャリアセンス」という技術です。
キャリアセンスとは、簡単に言うと、電波の道路状況を確認する機能のようなものです。私たちが道路を渡る前に、車が来ていないか左右を確認するのと同じように、無線LANルーターやスマートフォンなどの機器は、データを電波に乗せて送信する前に、他の機器が使っている電波が近くにないかを確認します。
もし、他の機器が使っている電波を検知した場合には、送信を少し待ってから、再度電波状況を確認します。そして、電波が空いていることを確認できてから、データを送信するのです。
このように、キャリアセンス機能によって、私たちの身の回りの機器は、お互いに譲り合いながら電波を使っています。そのおかげで、私たちは意識することなく、快適にインターネットや動画視聴などを楽しむことができるのです。

キャリアセンスの未来

これからの時代、あらゆるモノがインターネットにつながるIoTデバイスの普及が進むにつれて、電波を使う機器は爆発的に増えると予想されます。家電製品はもちろん、車や道路、街灯など、これまで電波とは無縁だったものまでがネットワークにつながる時代が到来しようとしています。

そうなると、これまで以上に多くの機器が限られた電波という資源を奪い合うことになるため、電波の利用状況は非常に複雑化します。電波が混雑し、通信が不安定になったり、途絶えたりするといった問題も頻発するでしょう。

こうした問題を解決するのが、電波の状況を sensing（感知する）技術である「キャリアセンス」です。キャリアセンスは、周囲の電波状況を把握し、他の機器と電波干渉を起こさずに通信を行うための重要な技術です。

今後、ますます複雑化する電波利用状況において、キャリアセンスは一層その重要性を増していきます。より高度なキャリアセンス技術が開発されれば、限られた電波資源を有効活用できるだけでなく、様々な機器が互いに干渉することなく、快適に共存できる未来を実現できるでしょう。