JP2005142883A - 無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 1回当たりのスキャン動作を前記伝送フレーム周期のN分の1の期間とし、全チャネル・スキャン周期内でN回の分散したスキャン動作により1チャネル上での1伝送フレーム周期分のスキャンを実現する。例えば、全チャネル・スキャン周期内でのあるチャネル上でのk回目のスキャン動作では、伝送フレーム周期の先頭から(k−1)/Nの時間的位置から開始するようにする(但し、1<k<Nとする)。
【選択図】 図18
Description
各通信局は、所定の伝送フレーム周期でビーコンを送信して周辺局の存在把握やネットワーク状態の報知を行なうとともに、各チャネル上で周辺局からのビーコン信号の受信を試みるスキャン動作を前記伝送フレーム周期×全チャネル数よりも長い全チャネル・スキャン周期内で時間的に分散させて行なう、
ことを特徴とする無線通信システムである。
各通信局は、
所定の伝送フレーム周期でビーコンを送信して周辺局の存在把握やネットワーク状態の報知を行なう一方、各チャネル上で周辺局からのビーコン信号の受信を試みるスキャン動作を行なうとともに、
新規参入時など自局がスキャンされる立場にあるときに、相手局を発見したことに応答して、自局のビーコン送信チャネルとビーコン送信タイミングを記載したスキャン要求を送信し、
スキャン要求を受信したことに応答して、該スキャン要求により指定されたビーコン送信タイミング及びチャネルにおいてスキャン動作を行なう、
ことを特徴とする無線通信システムである。
各通信局は、周辺局の存在把握やネットワーク状態、次回スキャンするチャネル及びスキャン開始時刻を含んだスキャン情報を記載したビーコンの報知を所定の伝送フレーム周期毎に行なうとともに、各チャネル上で周辺局からのビーコン信号の受信を試みるスキャン動作を行なう、
ことを特徴とする無線通信システムである。
自局に関する情報を記載したビーコン信号を生成するビーコン信号生成ステップと、
周辺局から受信したビーコン信号を解析するビーコン信号解析ステップと、
通信チャネルを設定する通信チャネル設定ステップと、
前記通信チャネル設定ステップにおいて設定されたチャネル上での通信動作タイミングを制御するタイミング制御ステップと、
を備え、
前記タイミング制御ステップでは、各チャネル上でのビーコン信号の受信を試みるスキャン動作を前記伝送フレーム周期×全チャネル数よりも長い全チャネル・スキャン周期内で時間的に分散させて設定する、
ことを特徴とするコンピュータ・プログラムである。
自局に関する情報を記載したビーコン信号を生成するビーコン信号生成ステップと、
周辺局から受信したビーコン信号を解析するビーコン信号解析ステップと、
通信チャネルを設定する通信チャネル設定ステップと、
前記通信チャネル設定ステップにおいて設定されたチャネル上での通信動作タイミングを制御するタイミング制御ステップと、
自局のビーコン送信チャネルとビーコン送信タイミングを記載したスキャン要求を送信するスキャン要求ステップと、
を備え、
前記通信チャネル設定ステップ及び前記タイミング制御ステップでは、スキャン要求を受信したことに応答して、該スキャン要求により指定されたビーコン送信タイミング及びチャネルにおいてスキャン動作をそれぞれ設定する、
ことを特徴とするコンピュータ・プログラムである。
自局に関する情報並びに次回スキャンするチャネル及びスキャン開始時刻を含んだスキャン情報を記載したビーコン信号を生成するビーコン信号生成ステップと、
周辺局から受信したビーコン信号を解析するビーコン信号解析ステップと、
通信チャネルを設定する通信チャネル設定ステップと、
前記通信チャネル設定ステップにおいて設定されたチャネル上での通信動作タイミングを制御するタイミング制御ステップと、
を備え、
前記タイミング制御ステップでは、各チャネル上でスキャン動作のタイミングを設定する、
ことを特徴とするコンピュータ・プログラムである。
本発明において想定している通信の伝搬路は無線であり、且つ複数の周波数チャネルすなわちマルチチャネルからなる伝送媒体を用いて、複数の通信局間でネットワークを構築する。また、本発明で想定している通信は蓄積交換型のトラヒックであり、パケット単位で情報が転送される。
本実施形態では、通信局として動作する無線通信装置100は、複数のチャネルが用意され、特定の制御局を配置しない通信環境下で、緩やかな時分割多重アクセス構造を持った伝送(MAC)フレームにより複数のチャネルを効果的に利用した伝送制御、又はCSMA/CAに基づくランダム・アクセスなどの通信動作を行なう。
TOIS:TBTTオフセット・インジケータ(TBTT Offset Indication Sequence)
NBOI:近隣ビーコンのオフセット情報(Neighbor Beacon Offset Information)
TIM:トラフィック・インジケーション・マップ(Traffic Indication Map)
PAGE:ページング(Paging)
上述したように、自律分散型の無線通信システムでは、各通信局は伝送フレーム周期内でビーコン情報を報知するとともに、他局からのビーコン信号のスキャン動作を行なうことにより1チャネル上でのネットワーク構成を認識することができる。ところが、本実施形態に係るマルチチャネル自律分散型ネットワークの場合、図4に示したような伝送フレームが周波数軸上に利用チャネル数分だけ配置された構成となっている(図12を参照のこと)。このため、通信局は、利用可能な各チャネルにおいてスキャン動作を行なうとともに、周辺局のビーコン送信タイミングなどの近隣装置情報を獲得する必要がある。
各通信局が自律分散的に動作する無線通信システムでは、周辺局からのビーコン信号を発見するためのスキャン動作を行なう必要がある。マルチチャネル環境では、チャネル毎に時分割でスキャン動作を行なわなければならない。ところが、ある1つのチャネルを受信している期間、通信局はその他のチャネル上では送受信を行なうことができないため、通常の通信が途絶えてしまうという問題がある。
図13に示したような自律分散型の通信環境下で、各通信局A〜Dがそれぞれ所定の伝送フレーム周期T_SF間隔で定期的にビーコンを送信していると想定する。ここでは、各通信局A〜Dは図14に示したようなタイミングで各チャネル上にビーコンを配置しているものとする。
上述したC−1項と同様に、図13並びに図14に示したような通信環境を想定する。
上述したスキャン動作の設定方法によれば、各チャネル上でのビーコン信号の受信を試みるスキャン動作を伝送フレーム周期×全チャネル数よりも長い全チャネル・スキャン周期内で時間的に分散させることにより、スキャン動作中のチャネル以外での通信が連続して途絶える期間が短くなり、通信の不安定期間が分散されるとともに、通信の遅延が削減される。
前項C−3と同様、自律分散制御のマルチチャネル無線通信システムにおいて、時間分散で定期的スキャンを行なうシステムを想定する。そして、図21に示すように、ビーコン送信間隔でもある1伝送フレーム周期を4分割し、毎周期で1/4周期分ずつスキャンしていく。したがって、4伝送フレーム周期分の時間を使って1チャネル上の1伝送フレーム周期分のスキャンを完了する。さらに、4チャネルあるため、全スキャンが完了するには16周期分の時間が必要になる。
以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。すなわち、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、冒頭に記載した特許請求の範囲の欄を参酌すべきである。
101…インターフェース
102…データ・バッファ
103…中央制御部
104…ビーコン生成部
106…無線送信部
107…タイミング制御部
108…チャネル設定部
109…アンテナ
110…無線受信部
112…ビーコン解析部
113…情報記憶部
Claims (27)
- 複数のチャネルが用意されている通信環境下において、制御局を配置せずに複数の通信局が自律分散的にネットワークを形成する無線通信システムであって、
各通信局は、所定の伝送フレーム周期でビーコンを送信して周辺局の存在把握やネットワーク状態の報知を行なうとともに、各チャネル上で周辺局からのビーコン信号の受信を試みるスキャン動作を前記伝送フレーム周期×全チャネル数よりも長い全チャネル・スキャン周期内で時間的に分散させて行なう、
ことを特徴とする無線通信システム。 - 通信局は、各チャネル上での1回当たりのスキャン動作を1伝送フレーム周期分とし、前記全チャネル・スキャン周期内で分散して配置する、
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。 - 通信局は、各チャネル上での1回当たりのスキャン動作を1伝送フレーム周期よりも短い期間で行なう、
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。 - 通信局は、1回当たりのスキャン動作を前記伝送フレーム周期のN分の1の期間とし、前記全チャネル・スキャン周期内でN回の分散したスキャン動作により1チャネル上での1伝送フレーム周期分のスキャンを実現する、
ことを特徴とする請求項3に記載の無線通信システム。 - 通信局は、前記全チャネル・スキャン周期内でのあるチャネル上でのk回目のスキャン動作では、伝送フレーム周期の先頭から(k−1)/Nの時間的位置から開始する(但し、1<k<Nとする)、
ことを特徴とする請求項4に記載の無線通信システム。 - 複数のチャネルが用意されている通信環境下において、制御局を配置せずに複数の通信局が自律分散的にネットワークを形成する無線通信システムであって、
各通信局は、
所定の伝送フレーム周期でビーコンを送信して周辺局の存在把握やネットワーク状態の報知を行なう一方、各チャネル上で周辺局からのビーコン信号の受信を試みるスキャン動作を行なうとともに、
スキャンされる立場にあるときに、相手局を発見したことに応答して、自局のビーコン送信チャネルとビーコン送信タイミングを記載したスキャン要求を送信し、
スキャン要求を受信したことに応答して、該スキャン要求により指定されたビーコン送信タイミング及びチャネルにおいてスキャン動作を行なう、
ことを特徴とする無線通信システム。 - 複数のチャネルが用意されている通信環境下において、制御局を配置せずに複数の通信局が自律分散的にネットワークを形成する無線通信システムであって、
各通信局は、周辺局の存在把握やネットワーク状態、次回スキャンするチャネル及びスキャン開始時刻を含んだスキャン情報を記載したビーコンの報知を所定の伝送フレーム周期毎に行なうとともに、各チャネル上で周辺局からのビーコン信号の受信を試みるスキャン動作を行なう、
ことを特徴とする無線通信システム。 - 通信局は、
周辺局のスキャン情報を逐次更新しておき、
特定の通信局に対して送信を始めるときに当該相手局のスキャン情報を確認し、当該相手局がスキャン中で送信しようとするチャネルにおいてアクセスできないと判断された場合には送信をキャンセルする、
ことを特徴とする請求項7に記載の無線通信システム。 - 複数のチャネルが用意されている無線通信環境下で自律分散的に動作する無線通信装置であって、
各チャネルにおいて無線データを送受信する通信手段と、
自局に関する情報を記載したビーコン信号を生成するビーコン信号生成手段と、
前記通信手段により周辺局から受信したビーコン信号を解析するビーコン信号解析手段と、
前記通信手段における通信チャネルを設定する通信チャネル設定手段と、
前記通信チャネル設定手段により設定されたチャネル上で前記通信手段による通信動作タイミングを制御するタイミング制御手段と、
を備え、
前記タイミング制御手段は、各チャネル上でのビーコン信号の受信を試みるスキャン動作を前記伝送フレーム周期×全チャネル数よりも長い全チャネル・スキャン周期内で時間的に分散させて設定する、
ことを特徴とする無線通信装置。 - 前記タイミング制御手段は、各チャネル上での1回当たりのスキャン動作を1伝送フレーム周期分とし、前記全チャネル・スキャン周期内で分散して配置する、
ことを特徴とする請求項9に記載の無線通信装置。 - 前記タイミング制御手段は、各チャネル上での1回当たりのスキャン動作を1伝送フレーム周期よりも短い期間とし、前記全チャネル・スキャン周期内で分散して配置する、
ことを特徴とする請求項9に記載の無線通信装置。 - 前記タイミング制御手段は、1回当たりのスキャン動作を前記伝送フレーム周期のN分の1の期間とし、前記全チャネル・スキャン周期内でN回の分散したスキャン動作タイミングを設定する、
ことを特徴とする請求項11に記載の無線通信装置。 - 前記タイミング制御手段は、前記全チャネル・スキャン周期内でのあるチャネル上でのk回目のスキャン動作を、伝送フレーム周期の先頭から(k−1)/Nの時間的位置に設定する(但し、1<k<Nとする)、
ことを特徴とする請求項12に記載の無線通信装置。 - 複数のチャネルが用意されている無線通信環境下で自律分散的に動作する無線通信装置であって、
各チャネルにおいて無線データを送受信する通信手段と、
自局に関する情報を記載したビーコン信号を生成するビーコン信号生成手段と、
前記通信手段により周辺局から受信したビーコン信号を解析するビーコン信号解析手段と、
前記通信手段における通信チャネルを設定する通信チャネル設定手段と、
前記通信チャネル設定手段により設定されたチャネル上で前記通信手段による通信動作タイミングを制御するタイミング制御手段と、
自局のビーコン送信チャネルとビーコン送信タイミングを記載したスキャン要求を送信するスキャン要求手段と、
を備え、
前記通信チャネル設定手段及び前記タイミング制御手段は、スキャン要求を受信したことに応答して、該スキャン要求により指定されたビーコン送信タイミング及びチャネルにおいてスキャン動作をそれぞれ設定する、
ことを特徴とする無線通信装置。 - 複数のチャネルが用意されている無線通信環境下で自律分散的に動作する無線通信装置であって、
各チャネルにおいて無線データを送受信する通信制御手段と、
自局に関する情報並びに次回スキャンするチャネル及びスキャン開始時刻を含んだスキャン情報を記載したビーコン信号を生成するビーコン信号生成手段と、
前記通信手段により周辺局から受信したビーコン信号を解析するビーコン信号解析手段と、
前記通信手段における通信チャネルを設定する通信チャネル設定手段と、
前記通信チャネル設定手段により設定されたチャネル上で前記通信手段による通信動作タイミングを制御するタイミング制御手段と、
を備え、
前記タイミング制御手段は各チャネル上でのスキャン動作のタイミングを設定する、
ことを特徴とする無線通信装置。 - 前記ビーコン解析手段は、ビーコン信号に含まれるスキャン情報を解析し、
前記通信制御手段は、特定の通信局に対して送信を始めるときに当該相手局のスキャン情報を確認し、当該相手局がスキャン中で送信しようとするチャネルにおいてアクセスできないと判断された場合には送信をキャンセルする、
ことを特徴とする請求項15に記載の無線通信装置。 - 複数のチャネルが用意されている無線通信環境下で自律分散的に動作するための無線通信方法であって、
自局に関する情報を記載したビーコン信号を生成するビーコン信号生成ステップと、
周辺局から受信したビーコン信号を解析するビーコン信号解析ステップと、
通信チャネルを設定する通信チャネル設定ステップと、
前記通信チャネル設定ステップにおいて設定されたチャネル上での通信動作タイミングを制御するタイミング制御ステップと、
を備え、
前記タイミング制御ステップでは、各チャネル上でのビーコン信号の受信を試みるスキャン動作を前記伝送フレーム周期×全チャネル数よりも長い全チャネル・スキャン周期内で時間的に分散させて設定する、
ことを特徴とする無線通信方法。 - 前記タイミング制御ステップでは、各チャネル上での1回当たりのスキャン動作を1伝送フレーム周期分とし、前記全チャネル・スキャン周期内で分散して配置する、
ことを特徴とする請求項17に記載の無線通信方法。 - 前記タイミング制御ステップでは、各チャネル上での1回当たりのスキャン動作を1伝送フレーム周期よりも短い期間とし、前記全チャネル・スキャン周期内で分散して配置する、
ことを特徴とする請求項17に記載の無線通信方法。 - 前記タイミング制御ステップでは、1回当たりのスキャン動作を前記伝送フレーム周期のN分の1の期間とし、前記全チャネル・スキャン周期内でN回の分散したスキャン動作タイミングを設定する、
ことを特徴とする請求項19に記載の無線通信方法。 - 前記タイミング制御ステップでは、前記全チャネル・スキャン周期内でのあるチャネル上でのk回目のスキャン動作を、伝送フレーム周期の先頭から(k−1)/Nの時間的位置に設定する(但し、1<k<Nとする)、
ことを特徴とする請求項20に記載の無線通信方法。 - 複数のチャネルが用意されている無線通信環境下で自律分散的に動作するための無線通信方法であって、
自局に関する情報を記載したビーコン信号を生成するビーコン信号生成ステップと、
周辺局から受信したビーコン信号を解析するビーコン信号解析ステップと、
通信チャネルを設定する通信チャネル設定ステップと、
前記通信チャネル設定ステップにおいて設定されたチャネル上での通信動作タイミングを制御するタイミング制御ステップと、
自局のビーコン送信チャネルとビーコン送信タイミングを記載したスキャン要求を送信するスキャン要求ステップと、
を備え、
前記通信チャネル設定ステップ及び前記タイミング制御ステップでは、スキャン要求を受信したことに応答して、該スキャン要求により指定されたビーコン送信タイミング及びチャネルにおいてスキャン動作をそれぞれ設定する、
ことを特徴とする無線通信方法。 - 複数のチャネルが用意されている無線通信環境下で自律分散的に動作するための無線通信方法であって、
自局に関する情報並びに次回スキャンするチャネル及びスキャン開始時刻を含んだスキャン情報を記載したビーコン信号を生成するビーコン信号生成ステップと、
周辺局から受信したビーコン信号を解析するビーコン信号解析ステップと、
通信チャネルを設定する通信チャネル設定ステップと、
前記通信チャネル設定ステップにおいて設定されたチャネル上での通信動作タイミングを制御するタイミング制御ステップと、
を備え、
前記タイミング制御ステップでは、各チャネル上でスキャン動作のタイミングを設定する、
ことを特徴とする無線通信方法。 - 前記ビーコン解析ステップでは、ビーコン信号に含まれるスキャン情報を解析し、
特定の通信局に対して送信を始めるときに当該相手局のスキャン情報を確認し、当該相手局がスキャン中で送信しようとするチャネルにおいてアクセスできないと判断された場合には送信をキャンセルする通信制御ステップをさらに備える、
ことを特徴とする請求項23に記載の無線通信方法。 - 複数のチャネルが用意されている無線通信環境下で自律分散的に動作するための処理をコンピュータ・システム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、
自局に関する情報を記載したビーコン信号を生成するビーコン信号生成ステップと、
周辺局から受信したビーコン信号を解析するビーコン信号解析ステップと、
通信チャネルを設定する通信チャネル設定ステップと、
前記通信チャネル設定ステップにおいて設定されたチャネル上での通信動作タイミングを制御するタイミング制御ステップと、
を備え、
前記タイミング制御ステップでは、各チャネル上でのビーコン信号の受信を試みるスキャン動作を前記伝送フレーム周期×全チャネル数よりも長い全チャネル・スキャン周期内で時間的に分散させて設定する、
ことを特徴とするコンピュータ・プログラム。 - 複数のチャネルが用意されている無線通信環境下で自律分散的に動作するための処理をコンピュータ・システム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、
自局に関する情報を記載したビーコン信号を生成するビーコン信号生成ステップと、
周辺局から受信したビーコン信号を解析するビーコン信号解析ステップと、
通信チャネルを設定する通信チャネル設定ステップと、
前記通信チャネル設定ステップにおいて設定されたチャネル上での通信動作タイミングを制御するタイミング制御ステップと、
自局のビーコン送信チャネルとビーコン送信タイミングを記載したスキャン要求を送信するスキャン要求ステップと、
を備え、
前記通信チャネル設定ステップ及び前記タイミング制御ステップでは、スキャン要求を受信したことに応答して、該スキャン要求により指定されたビーコン送信タイミング及びチャネルにおいてスキャン動作をそれぞれ設定する、
ことを特徴とするコンピュータ・プログラム。 - 複数のチャネルが用意されている無線通信環境下で自律分散的に動作するための処理をコンピュータ・システム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、
自局に関する情報並びに次回スキャンするチャネル及びスキャン開始時刻を含んだスキャン情報を記載したビーコン信号を生成するビーコン信号生成ステップと、
周辺局から受信したビーコン信号を解析するビーコン信号解析ステップと、
通信チャネルを設定する通信チャネル設定ステップと、
前記通信チャネル設定ステップにおいて設定されたチャネル上での通信動作タイミングを制御するタイミング制御ステップと、
を備え、
前記タイミング制御ステップでは、各チャネル上でスキャン動作のタイミングを設定する、
ことを特徴とするコンピュータ・プログラム。
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