さらし端末問題(exposed node problem) とは、ネットワーク通信の分野において、ALOHAや、CSMA、IEEE 802.11などのプロトコルで発生する有名な問題である。

概要 端末(ノード)同士が互いの信号の到達範囲内にある場合は、それらの端末はさらし状態にあると表現する。逆に、端末同士が互いの信号の到達範囲外にあることは、それらの端末は隠れ状態にあると表現する(隠れ端末問題)。

隠れ端末問題では、受信ノードにおける受信データのコリジョンが問題であった。一方、さらし端末問題では、あるノードが隣接するノードのデータ通信を検知してしまったため、他のノードへの送信を抑制されてしまい、結果的にスループット(ネットワークにおける単位時間当りのデータ転送量)が低下してしまうことが問題となる。

MACプロトコル(媒体アクセス制御)を設計する際には、隠れ端末問題とさらし端末問題、すなわち、いかにコリジョンを回避し、いかにスループットを低下させないか、は必ず考慮すべき重要なテーマとなる。

対策技術 次世代の無線LAN規格であるIEEE 802.11ax(Wi-Fi 6)では、さらし端末問題によるスループット低下を防ぐため、BSS Coloring(Spatial Reuseとも呼ばれる)という技術が導入された。

従来は通信を検知すると、それが自分に関係ないネットワーク(OBSS: Over lapping Basic Service Set)の信号であっても送信を待機していた。しかしIEEE 802.11axでは、物理層(PHY)ヘッダなどにに「色(Color)」と呼ばれる識別子を付与することで、検知した信号が自分の所属するネットワーク(MyBSS)か、無関係なネットワーク(OBSS)かを判別可能にした。

これにより、無関係なネットワークからの信号であれば、一定の閾値(OBSS PD閾値)まではその通信を無視して同時にデータを送信することが許容され、周波数利用効率の向上が図られている。

脚注