JP2010098438A - Radio communication device, and radio communication system - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、WiMedia Allianceで標準化されているMB−OFDM(Multiband Orthogonal Frequency Division Multiplexing)で利用するアクセス制御方法を用いる無線通信装置、およびこの無線通信装置間で通信を行なう無線通信システムに関するものである。 The present invention relates to a wireless communication apparatus that uses an access control method used in MB-OFDM (Multiband Orthogonal Division Multiplexing) standardized by WiMedia Alliance, and a wireless communication system that performs communication between the wireless communication apparatuses. .
WiMedia Allianceで標準化されているMB−OFDMは、10m以内程度の近距離内での実効的な通信を行なう近距離無線通信方式である。そこで利用されるアクセス制御方法では、自律分散型のメディアアクセス制御方法が規定されている。
また、MB−OFDMに対応するUWB(Ultra Wide Band)装置は、65.536msec単位のスーパーフレーム毎に動作が規定されている。スーパーフレームは、UWB装置がビーコン信号を送信するためのビーコン期間と、UWB装置間でデータ通信を行なうためのデータ送受信可能期間からなる。
MB-OFDM, which is standardized by WiMedia Alliance, is a short-range wireless communication system that performs effective communication within a short distance of about 10 m or less. In the access control method used there, an autonomous distributed media access control method is defined.
In addition, the operation of a UWB (Ultra Wide Band) device corresponding to MB-OFDM is defined for each superframe in units of 65.536 msec. The super frame includes a beacon period for transmitting a beacon signal from the UWB device and a data transmission / reception enabled period for performing data communication between the UWB devices.
UWB装置はビーコン期間のうちの固有のBS(Beacon Slot)のタイミングでビーコン信号を送信し、周囲に存在するUWB装置との間で各種パラメータを交換する。互いにビーコン信号を受信できる範囲に存在するUWB装置は、スーパーフレームのための同一のビーコン開始時間で同期確立されており、相互に情報を共有してネットワークを構築する。このように周辺のUWB装置が同一のスーパーフレーム期間によって同期確立されているネットワークをビーコングループと呼ぶ。このような無線通信システムが非特許文献1に記載されている。
The UWB device transmits a beacon signal at a unique BS (Beacon Slot) timing in the beacon period, and exchanges various parameters with UWB devices existing in the vicinity. UWB devices that exist within a range in which beacon signals can be received from each other are established in synchronization at the same beacon start time for the superframe, and share information with each other to construct a network. A network in which peripheral UWB devices are synchronously established in the same superframe period is called a beacon group. Such a wireless communication system is described in Non-Patent
WiMedia Allianceにはスキャン時間についての具体的な規定はないため、一般的にUWB装置はアクティブ状態(動作可能状態)になった時に、周辺にWiMedia Allianceに規定されたビーコンが存在するかどうか、任意のスキャンタイミングで任意の期間、ビーコンスキャンを行なって確認していた。
UWB装置は、ビーコンの存在を確認すると、そのビーコングループが共有するスーパーフレームの同期タイミングに対して、自機も同期するように同期処理を行なう。即ち、UWB装置は、存在確認したビーコングループが共有するスーパーフレームの空きBSから自機用の固有BSを決定してビーコン信号を送信し、そのビーコングループに加入する。
他方、ビーコンの存在が確認できない場合には、自機がビーコンを送信してスーパーフレームタイミングを発生させ、ビーコングループを確立して、他のUWB装置からビーコン信号が送信されるのを待つ。
Since the WiMedia Alliance does not have a specific provision for the scan time, generally, when a UWB device enters an active state (operational state), whether or not a beacon defined in the WiMedia Alliance exists in the vicinity is optional. The beacon scan was confirmed for an arbitrary period at the scan timing.
When the presence of a beacon is confirmed, the UWB device performs synchronization processing so that the own device also synchronizes with the synchronization timing of the superframe shared by the beacon group. That is, the UWB device determines its own unique BS from the free BS of the superframe shared by the beacon group whose existence has been confirmed, transmits a beacon signal, and joins the beacon group.
On the other hand, if the presence of a beacon cannot be confirmed, the own device transmits a beacon to generate superframe timing, establishes a beacon group, and waits for a beacon signal to be transmitted from another UWB device.
これに対して、従来の無線通信装置は、複数の無線ネットワークが隣接し、互いの通信可能範囲が重なりあう無線通信システムにおいて、通信可能な無線通信装置間で認証確認動作を行ない、自機が通信すべき無線通信装置を登録する接続リストと、通信すべきでない無線通信装置を登録する非接続リストを作成保存していた。無線通信の際、無線通信装置がこれらのリストを参照することで、無線通信ネットワークを適切に維持していた(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1の無線通信装置は、基本的には無線LANシステムを対象にしており、互いのビーコン信号を受信することでアクセス制御の衝突を回避しながら、保存された接続リストと非接続リストを参照することで同一無線ネットワーク内では互いを認識してデータ通信を行ない、異なる無線ネットワーク内では互いの存在をビーコンで認識してもデータ通信を行なわないことで、干渉を避けるようにしていた。
On the other hand, a conventional wireless communication device performs an authentication confirmation operation between wireless communication devices that can communicate in a wireless communication system in which a plurality of wireless networks are adjacent and the communication range of each other overlaps. A connection list for registering wireless communication devices that should communicate and a non-connection list for registering wireless communication devices that should not communicate were created and stored. In wireless communication, the wireless communication apparatus appropriately maintains the wireless communication network by referring to these lists (see, for example, Patent Document 1).
The wireless communication device of
このような従来のUWB装置を例えば車内に配置した場合には、頻繁にアクティブ状態と非アクティブ状態(動作不可能状態)が繰り返されることが想定される。例として普通自動車の場合、エンジンが動作しているアクセサリスイッチ・オン状態では車内の全てのUWB装置に電源が供給され、エンジンが停止しているアクセサリスイッチ・オフ状態では車内の全てのUWB装置への電源供給は遮断される。頻繁にアクティブ/非アクティブが繰り返された場合、UWB装置はアクティブ状態になる度にビーコンスキャンを行ってビーコングループを構築する動作を行なう。 For example, when such a conventional UWB device is arranged in a vehicle, it is assumed that the active state and the inactive state (inoperable state) are frequently repeated. For example, in the case of an ordinary automobile, power is supplied to all UWB devices in the vehicle when the accessory switch is on, and the engine is operating. To accessory UWB devices in the vehicle when the accessory switch is off when the engine is stopped. The power supply of is cut off. When active / inactive is frequently repeated, the UWB device performs an operation of constructing a beacon group by performing a beacon scan every time it enters an active state.
複数のUWB装置により構築されるビーコングループと同じ周波数帯域内に、他のビーコングループが存在した時、即ち、異なるビーコングループのUWB装置同士が通信可能な範囲に複数のビーコングループが存在した時、自機が所属するビーコングループ以外のビーコングループからビーコン信号を受信してしまうことで通信が可能となり、意図していないビーコングループ内の通信と、自機の所属するビーコングループ内の通信とが競合してしまった。 When another beacon group exists in the same frequency band as a beacon group constructed by a plurality of UWB devices, that is, when a plurality of beacon groups exist in a range where UWB devices of different beacon groups can communicate with each other, Communication becomes possible by receiving a beacon signal from a beacon group other than the beacon group to which the own device belongs, and communication in the unintended beacon group competes with communication in the beacon group to which the own device belongs. have done.
図15は、車内に配置されたUWB装置81,82,83により構築されたビーコングループBG8と、別の車内に配置され、同じ周波数帯域内に存在するUWB装置91,92により構築されたビーコングループBG9の位置関係を示す説明図であり、この図を用いて上記課題をより詳細に説明する。
図において、ビーコングループBG8がビーコン信号を送受信できるエリアを点線で示し、ビーコングループBG9がビーコン信号を送受信できるエリアを一点鎖線で示す。ビーコングループBG8に別の車両のビーコングループBG9が接近し、UWB装置83,91が互いのビーコングループのビーコン信号を受信できる状態となっている。
WiMedia Allianceに準拠したUWB装置は、アクティブ状態かつビーコングループが構築された状態では、同期がとれたビーコングループ単位でこのビーコングループに含まれる全UWB装置の再同期が行なわれる。
そのため、ビーコングループBG9を中心として考えた場合、ビーコングループBG9のビーコン信号を受信できるUWB装置83を通して、UWB装置81,82共にビーコングループBG9のスーパーフレームの固有BSに割り当てられ、ビーコングループBG8はビーコングループBG9に再同期されることになる。同様に、ビーコングループBG9がビーコングループBG8に再同期される場合は、UWB装置91を通してUWB装置92がビーコングループBG8のスーパーフレームの固有BSに割り当てられることで、ビーコングループBG9がビーコングループBG8に取り込まれることになる。
ビーコングループ単位での再同期による上述のようなビーコングループの取り込まれ方について、WiMedia Allianceに明確な規定がない。そのため、自機の属するビーコングループの近傍に、ユーザの意図しない別のビーコングループが存在する場合には、この別ビーコングループの影響が排除できなかった。
FIG. 15 shows a beacon group BG8 constructed by
In the figure, an area where the beacon group BG8 can transmit and receive a beacon signal is indicated by a dotted line, and an area where the beacon group BG9 can transmit and receive a beacon signal is indicated by a dashed line. The beacon group BG9 of another vehicle approaches the beacon group BG8, and the
In a UWB device compliant with WiMedia Alliance, in a state where an active state and a beacon group are established, resynchronization of all UWB devices included in this beacon group is performed in units of synchronized beacon groups.
Therefore, when the beacon group BG9 is considered as a center, both the
There is no clear definition in the WiMedia Alliance regarding how the beacon group is captured by resynchronization in units of beacon groups. Therefore, when another beacon group not intended by the user exists in the vicinity of the beacon group to which the own device belongs, the influence of the other beacon group cannot be excluded.
従って、再同期の結果、隣接するビーコングループ同士がひとつのビーコングループに統合された場合は、ユーザが意図しないUWB装置からのアクセスが発生することで、伝送帯域の一部が使用されてしまう。
また、統合されない場合でも、隣接ビーコングループ間で同じ周波数帯域を使用しているため、ビーコン信号を送受信できる関係となってしまう。このため、2つのビーコングループは、非同期な関係にあるスーパーフレームタイミングで通信を行ない、場合によっては排除すべきビーコングループからのアクセスによって通信衝突が発生し、ユーザが意図するビーコングループ内のアクセスに影響を及ぼしてしまった。
Therefore, when adjacent beacon groups are integrated into one beacon group as a result of resynchronization, a part of the transmission band is used due to access from a UWB device that is not intended by the user.
Moreover, even when not integrated, since the same frequency band is used between adjacent beacon groups, a beacon signal can be transmitted and received. For this reason, the two beacon groups communicate at superframe timing in an asynchronous relationship, and in some cases, a communication collision occurs due to access from the beacon group to be excluded, and the access within the beacon group intended by the user is prevented. It had an influence.
また、特許文献1のような従来の無線通信システムでは、接続/非接続リストが作成されていない最初のネットワークを構築する場合、その具体的手順がないため、各無線通信装置からのビーコン信号の送信タイミングは制御されておらず、任意の無線通信装置からビーコンが送信開始し、その他の無線通信装置は、このビーコンに対して、同期するようにネットワークを構築していた。このため、最初にビーコンを送信する無線通信装置(例えばユーザが接続を意図していない非接続リスト候補の無線通信装置からビーコン送信を開始した場合等)によっては、ユーザが意図するネットワークが迅速に構築できない場合があった。
Further, in the conventional wireless communication system such as
図16は、車内に配置されたUWB装置81,82,83と、その近傍の別の車内に配置され、ビーコングループBG9を構築しているUWB装置91,92の位置関係を示す説明図である。図において、UWB装置81,82,83は非アクティブ状態であり動作していない。また、UWB装置83は、ビーコングループBG9のUWB装置91から送信されるビーコン信号を弱く受信できる位置にあると仮定する。
この状態のとき、UWB装置81,82,83が配置された車両がエンジンスタートまたはアクセサリスイッチ・オン状態となることで、UWB装置81,82,83はビーコンスキャンを開始し、周辺のビーコン信号を探索する。UWB装置83は、受信電力が低いながらもビーコングループBG9のビーコン信号を受信できるため、この他にビーコン信号が受信できなければ、ビーコングループBG9に同期する処理を行なう。また、UWB装置81,82は、UWB装置83が先にビーコングループBG9に同期したビーコン信号を送信した場合には、このビーコン信号を受信することによりUWB装置83を介してビーコングループBG9に加入することになってしまう。
FIG. 16 is an explanatory diagram showing the positional relationship between
In this state, when the vehicle on which the
さらに、UWB装置81,82,83がビーコングループBG9に同期した後で、ビーコングループBG9の車両が移動すると、車両間の距離が大きくなり、ビーコン信号の送受信が不可能になってしまう。すると、UWB装置81,82,83はビーコンスキャンから処理をやり直し、UWB装置81,82,83のみで新たなビーコングループを再構築する。再構築前に、UWB装置81,82,83のうちの任意の装置間で大容量のデータ通信を行なっていた場合には、再構築時に一時的にデータ通信ができなくなる場合があった。
Furthermore, if the vehicles of the beacon group BG9 move after the
このように、従来のUWB装置はビーコンスキャン期間が任意に設定されているため、車内のUWB装置が車外のUWB装置のビーコン信号を受信できる場合には、車外のUWB装置を基準にしてビーコングループを構築してしまう場合が想定される。 As described above, since the conventional UWB device has an arbitrarily set beacon scan period, when the in-vehicle UWB device can receive the beacon signal of the UWB device outside the vehicle, the beacon group is based on the UWB device outside the vehicle. Is assumed to be built.
また、特許文献1のような従来の無線通信システムも同様に、外部に異なったネットワークが既に存在してビーコンを送信している場合、最初のネットワーク構築時は、外部の異なったネットワークからのビーコンを先に受信してしまうため、受信した外部の異なったビーコンを基準にした構築を行ない、ユーザが意図したネットワークが迅速に構築できない場合があった。
Similarly, in a conventional wireless communication system such as
以上のことから、UWB装置が車内に配置された場合、アクティブ/非アクティブ状態が繰り返される度に新たに構築されるビーコングループが、ユーザの意図していない隣接するビーコングループからの影響を受けてしまうという課題があった。 From the above, when a UWB device is placed in a vehicle, a beacon group newly constructed every time the active / inactive state is repeated is affected by an adjacent beacon group not intended by the user. There was a problem of ending up.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、車内に配置されたUWB装置は、アクティブ状態になった時、ユーザが意図しない隣接するビーコングループからの影響を低減することでビーコングループの構築を迅速に行なうと共に、ビーコングループ構築後も隣接するビーコングループからの影響を低減して安定した通信が確保できる無線通信システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and when an UWB device arranged in a vehicle is in an active state, it can reduce the influence from adjacent beacon groups not intended by the user. It is an object of the present invention to provide a wireless communication system that can quickly construct a beacon group and reduce the influence from adjacent beacon groups even after constructing a beacon group to ensure stable communication.
この発明に係る無線通信装置は、ベースバンド処理およびメディアアクセス制御を行なうUWB送受信処理部と、任意のタイミングを発生させる制御部と、制御部の発生させたタイミングでUWB送受信処理部をリセットすることにより、メディアアクセス制御におけるビーコンスキャンのタイミングを制御するリセット制御部とを備えるものである。
また、この発明に係る無線通信システムは、上記無線通信装置を移動体に複数搭載してネットワークを構成し、特定の無線通信装置の制御部は、当該特定の無線通信装置以外の無線通信装置より早くタイミングを発生させるものである。
A wireless communication apparatus according to the present invention resets a UWB transmission / reception processing unit at a timing generated by a UWB transmission / reception processing unit that performs baseband processing and media access control, a control unit that generates arbitrary timing, and the control unit Thus, a reset control unit for controlling the timing of the beacon scan in the media access control is provided.
The wireless communication system according to the present invention includes a plurality of wireless communication devices mounted on a mobile body to form a network, and a control unit of a specific wireless communication device is a wireless communication device other than the specific wireless communication device. The timing is generated quickly.
この発明によれば、メディアアクセス制御におけるビーコンスキャンのタイミングを任意にしたので、移動体に搭載された各無線通信装置の配置を考慮したタイミング制御を行なうことによって、ビーコン信号を出力する無線通信装置を任意に指定することができる。この結果、移動体外部のネットワークからの影響をできるだけ少なくして、移動体内部の無線通信装置のネットワークを迅速かつ確実に構築することができる。 According to the present invention, since the timing of the beacon scan in the media access control is made arbitrary, the wireless communication device that outputs the beacon signal by performing the timing control in consideration of the arrangement of each wireless communication device mounted on the mobile body Can be specified arbitrarily. As a result, it is possible to quickly and surely construct a network of wireless communication devices inside the mobile body with as little influence as possible from the network outside the mobile body.
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係るUWB装置10の構成を示すブロック図である。無線通信装置として用いられるUWB装置10は、データを送受信するための無線通信用のアンテナ1、受信した高周波信号を増幅してベースバンド信号に変換すると共に送信するベースバンド信号を高周波信号に変換する高周波無線処理部2、WiMediaに準拠したPHY処理(ベースバンド処理)およびMAC処理(メディアアクセス制御)を行なうUWB送受信処理部3、UWB送受信処理部3のアクティブ/非アクティブ状態を制御するリセット制御部4、リセット制御部4に任意のタイミングを与える制御部5、タイミング情報を保持するメモリ6を備える。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a
図2は、WiMediaに準拠したUWB通信のスーパーフレームの構成を示す説明図である。無線通信を行なうためのMB−OFDM方式では、図2に示す65.536msec単位のスーパーフレーム毎に動作が規定されている。1つのスーパーフレームは256個のMAS(Media Access Slot)に細分化されるため、1MASは256μsecとなる。この256MASのスロットの中で、ビーコン期間で規定される前半のスロットは、各UWB装置がビーコン信号を送出するタイミングとして使用される。
ビーコン信号以外のスロットはデータの送受信に使用され、データ送受信可能期間となる。このデータ送受信可能期間のスロットでは、UWB装置がデータ送信方法として予め任意の個数のMASを予約して、予約MASのみで送信可能なDRP(Disdtributed Reservation Protocol)方式と、DRPで確保されていないMASを使用して自由に送信できるPCA(Prioritized Contention Access)方式を使用できる構成となっている。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a superframe configuration of UWB communication compliant with WiMedia. In the MB-OFDM system for performing wireless communication, an operation is defined for each superframe of 65.536 msec unit shown in FIG. One superframe is subdivided into 256 MASs (Media Access Slots), so 1 MAS is 256 μsec. Of the 256 MAS slots, the first half slot defined by the beacon period is used as a timing at which each UWB device transmits a beacon signal.
Slots other than the beacon signal are used for data transmission / reception, and become a data transmission / reception enabled period. In this data transmission / reception enabled slot, a UWB apparatus reserves an arbitrary number of MASs as a data transmission method in advance, and can be transmitted only by the reserved MAS, and a MAS that is not secured by DRP. The PCA (Priorized Content Access) method that can be freely transmitted using the PC can be used.
各UWB装置から出力するビーコン信号を送出するための割り当て期間であるBSは、85μsec期間と規定されており、1MASには3BSが割り当てられることになる。また、ビーコン期間は、構築されたネットワーク内周囲に存在するUWB装置数に依存して必要な期間が決定され、最大96BSまで設定可能である。即ち、スーパーフレームの256MASのうち、最大32MASまでがBSとして使用可能となる。 The BS, which is an allocation period for transmitting a beacon signal output from each UWB device, is defined as an 85 μsec period, and 3 BSs are allocated to 1 MAS. The beacon period is determined depending on the number of UWB devices existing around the constructed network, and can be set up to a maximum of 96 BS. That is, a maximum of 32 MASs out of 256 MASs in the superframe can be used as the BS.
図3は、WiMediaに準拠したUWB通信のPHYフレーム構造を示す説明図である。UWB装置が送受信するPHYフレーム構造のデータは、固定長のPLCP(Physical Layer Convergence Protocol)プリアンブルおよびPLCPヘッダ、ならびに可変長のPSDU(PHY Service Data Unit)から構成される。ビーコン信号はビーコンペイロードに示すフレーム構造となっている。
PLCPヘッダ内にあるMACヘッダのフレームタイプデータにビーコンフレーム情報が書かれている場合、フレームペーロードはビーコンフレーム、即ちビーコンペイロードとなり、データフレーム情報が書かれている場合にはデータペイロードとなる。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a PHY frame structure of UWB communication compliant with WiMedia. Data of the PHY frame structure transmitted and received by the UWB device is composed of a fixed-length PLCP (Physical Layer Convergence Protocol) preamble and a PLCP header, and a variable-length PSDU (PHY Service Data Unit). The beacon signal has a frame structure shown in the beacon payload.
When beacon frame information is written in the frame type data of the MAC header in the PLCP header, the frame payload becomes a beacon frame, that is, a beacon payload, and when data frame information is written, it becomes a data payload.
ビーコンペイロードには、ビーコン信号を送信した装置の固有情報、使用するBS番号、BSの利用情報、PCAの利用情報が含まれており、これらの情報は周辺にブロードキャストされる。図3の例では、ビーコンペイロードとしてBeacon Parameter、BPO(Beacon Period Occupancy)_IE(Information Elements)、PCA Availability_IEだけ示したが、それ以外の情報要素(IE)を任意に追加/削除することも可能である。 The beacon payload includes unique information of the device that transmitted the beacon signal, BS number to be used, BS usage information, and PCA usage information, and these information are broadcast to the surroundings. In the example of FIG. 3, only Beacon Parameter, BPO (Beacon Period Occupancy) _IE (Information Elements), and PCA Availability_IE are shown as beacon payloads, but other information elements (IEs) can be arbitrarily added / deleted. is there.
次に、UWB装置10の動作を説明する。UWB装置10において、メモリ6は予めユーザが意図したタイミングをタイミング情報として保持する。制御部5はメモリ6に保持されたタイミング情報に基づいてユーザの意図するタイミングを発生させて、リセット制御部4に与える。リセット制御部4は、そのタイミングに従ってUWB送受信処理部3のリセットを解除し、アクティブ状態にする。
UWB送受信処理部3がアクティブ状態になると、先ずビーコンスキャンを行なう。ビーコンスキャンを行なう場合、アンテナ1でビーコン信号を受信して高周波無線処理部2で変換し、UWB送受信処理部3へ出力する。UWB送受信処理部3はリセット制御部4の制御で処理を開始し、受信したビーコン信号を解析することによって通信可能範囲のUWB装置の存在確認を行なう。
Next, the operation of the
When the UWB transmission /
ビーコンスキャンよって自機以外のUWB装置の存在が確認された場合には、UWB送受信処理部3はそのUWB装置のスーパーフレームと同一のビーコン開始時間で同期し、スーパーフレームの空きBSから自機用の固有BSを決定する。UWB送受信処理部3は、これ以降、決定した固有BSでビーコン信号を出力する。ビーコン信号は、高周波無線処理部2で変換されてアンテナ1から送信される。
他方、所定期間ビーコンスキャンを行なっても自機以外のUWB装置の存在が確認されなかった場合には、UWB送受信処理部3は自機用の固有BSでビーコン信号を生成する。スーパーフレームによって同期がとられているUWB装置は、図3に示すフレーム構造のビーコンフレームをビーコン信号として送受信する。
When the presence of a UWB device other than the own device is confirmed by the beacon scan, the UWB transmission /
On the other hand, if the presence of a UWB device other than the own device is not confirmed even after performing a beacon scan for a predetermined period, the UWB transmission /
次に、移動体に複数のUWB装置を搭載してビーコングループを構築する無線通信システムの動作を説明する。図4Aは、この発明の実施の形態1に係るUWB装置10a,10b,10cが構築するビーコングループを示す説明図である。図4Aに示すUWB装置10a,10b,10cはそれぞれ、図1に示すUWB装置10と同様の内部構成とする。また、UWB装置10aがビーコンを送受信できるエリアを点線で示し、UWB装置10bがビーコンを送受信できるエリアを一点鎖線で示し、UWB装置10cがビーコンを送受信できるエリアを二点鎖線で示す。これらのUWB装置10a,10b,10cから無線通信システムが構成される。
Next, the operation of a wireless communication system that builds a beacon group by mounting a plurality of UWB devices on a moving body will be described. FIG. 4A is an explanatory diagram showing beacon groups constructed by the
以下では、図4Aに示すUWB装置10a,10b,10cからなる無線通信システムを自動車に搭載した例を用いて、無線通信システムの動作を説明する。
車内のUWB装置間のビーコングループの構築を確実に行なうためには、車外からの影響をできるだけ受けにくいUWB装置(例えばUWB装置10a)を基準にし、車内の他のUWB装置(例えばUWB装置10b,10c)がその基準に同期するようにタイミング情報を設定すればよい。本実施の形態では、一例として、UWB装置10aの制御部5が最も早くタイミングを発生させてUWB送受信処理部3に最も早く処理を開始させるようにし、続いてUWB装置10bの制御部5がタイミングを発生させてUWB送受信処理部3に処理を開始させ、UWB装置10cの制御部5が最も遅くタイミングを発生させてUWB送受信処理部3に最も遅く処理を開始させるように、ユーザがUWB装置10a,10b,10cそれぞれのメモリ6に異なるタイミング情報を設定した場合を考える。
Hereinafter, the operation of the wireless communication system will be described using an example in which the wireless communication system including the
In order to reliably construct a beacon group between UWB devices in a vehicle, other UWB devices (for example,
UWB装置10a,10b,10cは、車のエンジンスタートまたはアクセサリスイッチ・オン状態で電源が供給されると、制御部5がメモリ6に保持されたタイミング情報に基づいて、ユーザが意図したタイミングをリセット制御部4に与える。よって、先ずUWB装置10aのUWB送受信処理部3がアクティブ状態となり、ビーコンスキャンを行なう。UWB装置10b,10cはリセット制御部4のリセットタイミング制御によりまだビーコン信号を送信していないので、UWB装置10aは所定期間ビーコンスキャンを行なっても自機以外のUWB装置の存在が確認できず、ビーコン信号の送信を開始する。
The
図4Bは、UWB装置10a,10b,10cが構築するビーコングループが同期するスーパーフレームを示す説明図である。UWB装置10aは(WiMedia Allianceの規定に従って)BS2でビーコン信号を送信する。
続いて、UWB装置10bのUWB送受信処理部3が処理を開始し、ビーコンスキャンを行なう。UWB装置10bはUWB装置10aのビーコン信号を受信すると、このビーコン信号に基づいてスーパーフレームに同期し、空きBSのBS4でビーコン信号を送信する。他方、UWB装置10aはスーパーフレーム毎にビーコン信号の送信とビーコンスキャンを継続し、UWB装置10bの存在を確認する。
FIG. 4B is an explanatory diagram illustrating a superframe in which beacon groups constructed by the
Subsequently, the UWB transmission /
続いて、UWB装置10cのUWB送受信処理部3が処理を開始し、ビーコンスキャンを行なう。UWB装置10cはUWB装置10a,10bの各ビーコン信号を受信すると、これらのスーパーフレームに同期し、空きBSのBS5でビーコン信号を送信する。他方、UWB装置10a,10bはビーコン信号の送信と共にビーコンスキャンを継続し、UWB装置10cの存在を確認する。
Subsequently, the UWB transmission /
このように、UWB装置10a,10b,10cは図4Bに示すスーパーフレームタイミングに同期したビーコングループを構築し、UWB装置10aはBS2に、UWB装置10bはBS4に、UWB装置10cはBS5に、それぞれ自機のビーコン信号を送信することでビーコングループを維持している。また、UWB装置10a,10b,10c間のデータ通信は、全て同一のスーパーフレームに同期しており、各UWB装置が、DRP方式、即ちデータ送受信可能期間の任意のMASを事前に確保して転送する方式等を利用して通信を行なうことで、衝突等のアクセス不良が発生しない効率的な通信制御が行なわれる。
In this way, the
次に、UWB装置10a,10b,10cのビーコングループBG1に、別のビーコングループBG2が接近した場合の無線通信システムの動作を説明する。図5は、この発明の実施の形態1に係る無線装置システムのビーコングループBG1と別のビーコングループBG2の位置関係を示す説明図である。ビーコングループBG1がビーコン信号を送受信できるエリアを点線で示し、ビーコングループBG2がビーコン信号を送受信できるエリアを一点鎖線で示す。ビーコングループBG2はUWB装置20a,20bで構築される。UWB装置20a,20bは少なくともアンテナ、高周波無線処理部、UWB送受信処理部を備え、WiMedia Allianceに準拠したUWB無線通信を行なう。
図5は、ビーコングループBG2の車がビーコングループBG1の車に接近してきて、互いのビーコングループのビーコン信号が一部のUWB装置によって受信可能となった状態を示す。
Next, the operation of the wireless communication system when another beacon group BG2 approaches the beacon group BG1 of the
FIG. 5 illustrates a state in which a beacon signal of a beacon group can be received by some UWB devices when a car of the beacon group BG2 approaches the car of the beacon group BG1.
上述のように、UWB装置10a,10bは順にビーコンスキャンを行なってビーコングループBG1を構築するが、続くUWB装置10cは、UWB装置10a,10bからのビーコン信号とUWB装置20a,20bからのビーコン信号を受信してしまう。しかし、UWB無線通信の特性上、各UWB装置は近距離通信しかできないため、UWB装置10cにより近い位置のビーコングループBG1内のビーコン信号の方が、遠い位置のビーコングループBG2のビーコン信号より受信電力が大きくなる。そのため、UWB装置10cは、既にビーコン信号を送信しているUWB装置10a,10bのスーパーフレームに同期処理することで、ビーコングループBG1の車内に配置されたUWB装置間で確実にビーコングループが構築できる。
As described above, the
以上のように、実施の形態1によれば、車内に設置されたUWB装置10に電源が供給される度に、制御部5から与えられる任意のタイミングでUWB送受信処理部3をリセットして、メディアアクセス制御におけるビーコンスキャンのタイミングを制御するリセット制御部4を備えるようにした。また、このUWB装置10を車内に複数設置し、特定のUWB装置10aの制御部5が、残りのUWB装置10b,10cの各制御部5より早くタイミングを発生させて、ビーコンスキャンとビーコン出力を早く開始するようにした。
そのため、車内のUWB装置の配置を考慮して最適なビーコンスキャンとビーコン出力を行なうことができ、車外からの影響を低減して車内の各UWB装置のビーコングループを迅速かつ確実に構築することが可能となる。
As described above, according to the first embodiment, every time power is supplied to the
Therefore, the optimum beacon scan and beacon output can be performed in consideration of the arrangement of UWB devices in the vehicle, and the beacon group of each UWB device in the vehicle can be quickly and reliably constructed by reducing the influence from the outside of the vehicle. It becomes possible.
なお、上記実施の形態1では、メモリ6が保持するタイミング情報に従うタイミングで、リセット制御部4がUWB送受信処理部3のリセットを解除してビーコンキャンから始まる一連の処理を行なわせる構成としたが、リセット制御部4に代えて電源制御部を備える構成であってもよい。この電源制御部は、UWB送受信処理部3へ電源を印加するタイミングを制御する。
具体的には、UWB装置10に電源が供給された後、メモリ6が保持するタイミング情報に従うタイミングで制御部5が電源制御部へタイミングを与え、電源制御部がそのタイミングでUWB送受信処理部3に電源を印加することで、UWB送受信処理部3がアクティブ状態になり、ビーコンスキャンから始まる一連の処理を行なう。
In the first embodiment, the
Specifically, after the power is supplied to the
また、制御部5に代えてスイッチ等を備え、ユーザがこのスイッチを操作することによって外部からタイミング情報を与えてUWB送受信処理部3のリセットタイミングを制御する構成であってもよい。あるいは電源制御部に代えてスイッチ等を備え、ユーザがこのスイッチを操作することによって外部からタイミング情報を与えてUWB送受信処理部3へ電源を印加するタイミングを制御する構成であってもよい。
Further, a configuration may be adopted in which a switch or the like is provided instead of the
また、メモリ6に設定する情報を、タイミング情報に代えて、ビーコンスキャン回数を指定する情報にしてもよい。ユーザが移動体内の各UWB装置の配置に応じて、UWB装置毎に異なるビーコンスキャン回数を設定しておくことで、ビーコンスキャン回数の少ないUWB装置はビーコン信号を早く送信し始め、ビーコンスキャン回数の多いUWB装置はビーコン信号を遅く送信し始めることとなり、ビーコンスキャンやビーコン送信のタイミングを任意に制御できる。
Further, the information set in the
実施の形態2.
上記実施の形態1では、ビーコンスキャンタイミングを任意に制御可能なUWB装置で無線通信システムを構成したが、本実施の形態では、ビーコンスキャンタイミングの制御に加えて、UWB装置のアンテナ指向性を変化させる。
図6は、この発明の実施の形態2に係るUWB装置30の構成を示すブロック図である。UWB装置30は、受信するビーコン信号の受信電力が最も高くなるようにアンテナ指向性を変更する高周波無線処理部2aを備える。図6において図1と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
In the first embodiment, the wireless communication system is configured by the UWB device that can arbitrarily control the beacon scan timing. However, in this embodiment, the antenna directivity of the UWB device is changed in addition to the control of the beacon scan timing. Let
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of the
アンテナ指向性制御可能なUWB装置30において、電源が最初に供給された後、最初のビーコン信号が受信されるまでは、高周波無線処理部2aがアンテナ指向性を無指向に制御し、どの方向からのビーコン信号も受信対応可能にしておく。
高周波無線処理部2aは、ビーコン信号が受信できた後、次のスーパーフレームで受信されるはずのビーコン信号が最も強く受信できるようにアンテナ指向性を制御する。
In the
After receiving the beacon signal, the high-frequency
以下、複数のUWB装置30を備える無線通信システムを例にとり、UWB装置30およびその無線通信システムの動作を説明する。図7は、この発明の実施の形態2に係る無線通信システムのビーコングループBG3と別のビーコングループBG2の位置関係を示す説明図である。ビーコングループBG3は、アンテナ指向性制御可能なUWB装置30a,30bと、上記実施の形態1で説明したアンテナ指向性制御不可能なUWB装置10aとで構築される。図7に示すUWB装置30a,30bはそれぞれ、図6に示すUWB装置30と同様の内部構成とする。また、ビーコングループBG2は図5に示すビーコングループBG2の構成と同じである。
また、ビーコングループBG3がビーコン信号を送受信できるエリアを点線で示し、ビーコングループBG2がビーコン信号を送受信できるエリアを一点鎖線で示す。
Hereinafter, the operation of the
In addition, an area where the beacon group BG3 can transmit and receive a beacon signal is indicated by a dotted line, and an area where the beacon group BG2 can transmit and receive a beacon signal is indicated by a one-dot chain line.
ビーコングループBG3において、UWB装置10aが最も早くビーコンスキャンを開始し、続いてUWB装置30a,30bがビーコンスキャンを開始するよう設定されているものとする。
ビーコンスキャンを最も早く終了したUWB装置10aがBS2でビーコン信号を送信すると、UWB装置30a,30bはアンテナ指向性が無指向の状態で1回目のビーコン信号受信を行なう。UWB装置30a,30bの各高周波無線処理部2aは、受信した1回目のビーコン信号に基づいて、受信電力が最も高くなるようにアンテナ指向性を制御する。これにより、UWB装置30a,30bには、UWB装置10aの配置方向に指向性が向いた、図7に二点鎖線で示すようなアンテナ指向性が形成される。この結果、UWB装置30a,30bは車外の他のビーコングループBG2からのビーコン信号を受信しにくくなる。また、UWB装置30a,30bがビーコン信号を送信する場合には、UWB装置10aの配置方向へ最も効率的に送信することになるので、車外へのビーコン信号送信電力は低くなる。この結果、ユーザが意図しない車外のビーコングループからの再同期も低減できる。
In the beacon group BG3, it is assumed that the
When the
図8は、図7に示すUWB装置10a,30a,30bを備える無線通信システムを普通自動車に配置した一例を示す説明図である。UWB装置10aは車の中心付近となるコンソールに配置され、UWB装置30aは後席(運転席および助手席以外の席)の窓側に配置され、UWB装置30bは車後部のリアガラス付近に配置される。
UWB装置30a,30bがそれぞれの高周波無線処理部2aによってアンテナ指向性を制御された結果、図8の二点鎖線で示すような、UWB装置30a,30bから車内中心部へのアンテナ指向性が形成される。そのため、ビーコン信号の送受信時、ユーザが意図しない車外にあるビーコングループBG2からの影響が低減される。
また、ビーコングループBG2が車側面の窓側に移動したとしても、UWB装置30aのアンテナ指向性は車内中心付近に向いているので、ビーコングループBG2からの影響は低減される。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example in which a wireless communication system including the
As a result of the antenna directivity of the
Even if the beacon group BG2 moves to the window side of the vehicle side surface, the antenna directivity of the
また、例えば図8のように各UWB装置の配置が予め決まっている場合には、高周波無線処理部2aがアンテナ指向性を制御せずとも、アンテナ1の指向性を車内中心付近になるように固定すればよい。この場合には、UWB装置30が高周波無線処理部2aを備えて高度なアンテナ指向性制御を行なわず、上記実施の形態1のように安価な高周波無線処理部2を備える構成にしても同様の効果が奏される。
For example, when the arrangement of each UWB device is determined in advance as shown in FIG. 8, the directivity of the
また、各UWB装置がアクティブ状態となってビーコングループを構築する際、または各UWB装置がアクティブ状態かつビーコングループが構築された際、各UWB装置の高周波無線処理部2aはビーコン送信電力とビーコン受信感度を制御するようにしてもよい。こうすることで、ユーザが意図しない外部のビーコングループからの影響および車内のビーコングループからのビーコン信号の漏れが低減できる。
When each UWB device is in an active state to build a beacon group, or when each UWB device is in an active state and a beacon group is built, the high-frequency
UWB装置がビーコン信号を送信する場合、WiMedia Allianceでは最も遅いベースレート53.3Mbpsを使用することが規定されている。この場合、伝送レートは低いが、通信距離は最も長い到達距離が期待できる。このため、各UWB装置がビーコン信号を送受信する期間、必要な車内距離に応じたビーコン信号送信出力(通常のデータ通信時よりも低出力)とビーコン受信感度(通常のデータ通信時よりも低感度)になるよう高周波無線処理部2aを設定しておくことで、外部のビーコングループからのビーコン信号の影響と、車内から外部へのビーコン信号の漏れをより低減することができる。この結果、車内に構築されるビーコングループがより安定したものとなる。
また、予め車体周縁に近い位置に配置されたUWB装置のビーコン受信感度を小さくしておくことで、ユーザが意図しない外部のビーコングループからの影響を低減できる。
When a UWB device transmits a beacon signal, WiMedia Alliance stipulates that the slowest base rate of 53.3 Mbps is used. In this case, although the transmission rate is low, the longest communication distance can be expected. For this reason, during the period during which each UWB device transmits and receives beacon signals, beacon signal transmission output (lower output than during normal data communication) and beacon reception sensitivity (lower sensitivity than during normal data communication) according to the required in-vehicle distance ), The influence of the beacon signal from the external beacon group and the leakage of the beacon signal from the inside of the vehicle to the outside can be further reduced. As a result, the beacon group built in the vehicle becomes more stable.
Moreover, the influence from the external beacon group which a user does not intend can be reduced by making beacon reception sensitivity of the UWB apparatus previously arrange | positioned in the position close | similar to the vehicle body periphery small.
以上のように、実施の形態2によれば、UWB装置30の高周波無線処理部2aが、ビーコングループ構築時、最初に受信したビーコン信号に基づいて、そのビーコン信号を送信したUWB装置に対して最大受信電力となるようにアンテナ指向性を制御するようにした。そのため、UWB装置30を用いて構成した車内の無線通信システムは、車外のビーコングループからのビーコンの影響と、車内から車外へのビーコンの漏れを低減できる。この結果、車内の各UWB装置はアクティブ状態になる度に、迅速かつ確実にビーコングループを構築することが可能となる。また、車内の各UWB装置がビーコングループを構築した後は、車外からのビーコングループの影響を排除することができる。
As described above, according to the second embodiment, the high-frequency
実施の形態3.
上記実施の形態1および2では、UWB装置のビーコンスキャンタイミングおよびアンテナ指向性を制御することで外部のビーコングループからの影響を低減し、確実なビーコングループ構築を行なう無線通信システムを構成したが、本実施の形態では、これらの制御に加えて無線通信の周波数帯域を変更する。
In the first and second embodiments, the beacon scan timing and antenna directivity of the UWB device are controlled to reduce the influence from an external beacon group, and a wireless communication system is constructed that performs reliable beacon group construction. In the present embodiment, in addition to these controls, the frequency band of wireless communication is changed.
図9は、WiMedia Allianceに規定されたMB−OFDM方式の周波数構成を示す説明図である。WiMedia Allianceに規定されたMB−OFDM方式では、1バンド幅が528MHzの周波数帯域を15バンドに分割した周波数構成となっている。この周波数構成で、3バンドずつ分割したバンドグループ1〜5を構成して、バンドグループ単位でTFC(Time Frequency Code)が決められている。例えば、バンドグループ1のTFC=1ならばOFDMシンボル単位でバンド#1、バンド#2、バンド#3、バンド#1の順で周波数ホッピングを行い、TFC=7ならばバンド#3固定の通信となる。なお、バンドグループとTFCに関する情報は、PLCPヘッダに含まれる。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing the frequency configuration of the MB-OFDM scheme defined in the WiMedia Alliance. The MB-OFDM system defined in the WiMedia Alliance has a frequency configuration in which a frequency band with a bandwidth of 528 MHz is divided into 15 bands. With this frequency configuration,
図10は、この発明の実施の形態3に係るUWB装置40の構成を示すブロック図である。UWB装置40は、自機が属するビーコングループのTFCを変更するUWB送受信処理部3aと、自機が属するビーコングループの各UWB装置についての情報を保存するメモリ部7を備える。図10において図1および図6と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the
UWB送受信処理部3aは、メモリ部7に保存された情報に基づいてビーコンスキャンおよびビーコン信号送信を行ってビーコングループを構築する。また、UWB送受信処理部3aは、ビーコングループ構築後、スーパーフレームのうちのビーコン期間を除いたデータ送受信可能期間で、データ通信を行っていない期間にビーコンスキャンを行なう。そして、構築後に別のビーコングループの存在を検出すると、UWB送受信処理部3aは検出したTFCに基づいて自機のビーコングループのバンドグループおよびTFCを任意に変更する。さらに、UWB送受信処理部3aは車内の各装置への電源供給が止まる直前に、ビーコングループを構築するために必要な情報をメモリ部7に保存させる。
メモリ部7は、ビーコングループBG4を構築するために必要な情報を保持する。この情報としては、ビーコンフレーム内にあるビーコン情報、アンテナ指向性を制御する情報、TFC情報を含むPLCPヘッダ情報、ビーコングループBG4内の各UWB装置の固有識別情報等がある。
The UWB transmission / reception processing unit 3a constructs a beacon group by performing a beacon scan and a beacon signal transmission based on information stored in the
The
以下、複数のUWB装置40を備える無線通信システムを例にとり、UWB装置40およびその無線通信システムの動作を説明する。図11は、この発明の実施の形態3に係る無線通信システムのビーコングループBG4と別のビーコングループBG2の位置関係を示す説明図である。ビーコングループBG4は、図10に示すUWB装置40と同様の内部構成のUWB装置40a,40b,40cで構築される。また、ビーコングループBG2は、図5に示すビーコングループBG2の構成と同じである。また、ビーコングループBG4がビーコン信号を送受信できるエリアを点線で示し、ビーコングループBG2がビーコン信号を送受信できるエリアを一点鎖線で示し、UWB装置40b,40cのアンテナ指向性をそれぞれ二点鎖線で示す。
Hereinafter, the operation of the
車内に配置されたUWB装置40aが最初にビーコンスキャンを開始する場合、UWB送受信処理部3aはメモリ部7を参照して通信の周波数に関する情報であるバンドグループとTFCを取得し、この情報に従ってビーコン信号を送信する。その後、UWB装置40b,40cもビーコンスキャンを開始して、ビーコングループBG4を構築する。その後、UWB装置40a,40b,40cの各UWB送受信処理部3aが、自機のビーコン信号送信またはデータ送受信以外の期間に、任意のバンドグループの任意のTFCのビーコンスキャンを行ない、ビーコングループBG4が用いるTFC以外のビーコン信号が存在するか確認する。
When the
図12は、この発明の実施の形態3に係る無線通信システムのビーコングループBG4のスーパーフレームを示す説明図である。図11に示すように、ビーコングループBG2とビーコングループBG4が存在する場合、ビーコングループBG4のUWB装置40a,40b,40cの間で行なわれる通信は図12に示す状態になる。即ちUWB装置40a,40b,40cは図12に示すスーパーフレームに同期し、各UWB装置はビーコン期間の固有BSにてそれぞれビーコン信号を送信している。
このとき、ビーコングループBG2に属するUWB装置20aは、ビーコングループBG4とは非同期なタイミングのビーコングループBG2のスーパーフレームに同期し、そのスーパーフレームの固有BSで自機のビーコン信号を送信している。図12においては、UWB装置20aのビーコン信号が、ビーコングループBG4のスーパーフレームのデータ送受信可能期間に送信されている。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a superframe of beacon group BG4 in the wireless communication system according to
At this time, the
UWB装置40cがUWB装置20aとの距離が近く、UWB装置20aとの間でビーコン信号を送受信可能である場合、図12に示すように、UWB装置40cはデータ送受信可能期間にUWB装置20aからのビーコン信号の影響を受ける。
もし、UWB装置40cがビーコングループBG4の任意のUWB装置との間でデータ通信を行っていた場合、UWB装置20aからのビーコン信号の影響によってビーコングループBG4内のデータ通信は最悪の場合不可能になる。
これを回避するために、UWB装置40cのUWB送受信処理部3aは、ビーコングループBG4が用いるTFC以外のビーコン信号の存在を検出すると、自機が属するビーコングループ以外の影響があると判断する。
When the
If the
In order to avoid this, when detecting the presence of a beacon signal other than the TFC used by the beacon group BG4, the UWB transmission / reception processing unit 3a of the
UWB装置40cのUWB送受信処理部3aは、任意のバンドグループの任意のTFCを指定し、以降のスーパーフレームにおいて自機のBS送信期間とデータ通信期間以外でビーコンスキャンを行って指定のTFCを使用するビーコングループが近傍に存在しないことを確認する。そして、UWB装置40cはUWB装置40a,40bに対してTFCを変更する情報を送信し、ビーコングループBG4内のTFCをスーパーフレーム単位で一斉に変更させる。UWB装置40a,40b,40cそれぞれのUWB送受信処理部3aは、変更したTFC等の、ビーコングループBG4を構築するために必要な情報を、車内の各装置への電源供給が止まる直前にそれぞれのメモリ部7に保存する。
UWB送受信処理部3aは、次回、車内の各装置へ電源が供給されてUWB装置40a,40b,40cがアクティブ状態になったときに、メモリ部7から取得した情報に基づくバンドグループとTFCに従ってビーコングループBG4を構築する。
なお、変更したTFCでビーコングループBG4を構築した後に、近傍にある別のビーコングループが同じ周波数帯域で通信を行なっていることが確認された場合には、ビーコングループBG4の各UWB装置は、再び任意のTFCに変更してもよい。
The UWB transmission / reception processing unit 3a of the
The UWB transmission / reception processing unit 3a is connected to the beacon according to the band group and TFC based on the information obtained from the
If it is confirmed that another beacon group in the vicinity is communicating in the same frequency band after building the beacon group BG4 with the changed TFC, each UWB device of the beacon group BG4 again It may be changed to any TFC.
WiMedia Allianceは、バンドグループ1の周波数帯をサポート必須に指定しているため、車外のビーコングループBG2もサポート必須のバンドグループ1内のTFCを使用している可能性が高い。
仮に、各UWB装置40a,40b,40cおよびUWB装置20a,20bが最初にビーコングループを構築する際のデフォルトの周波数設定がバンドグループ1かつTFC=7とした場合、ビーコングループBG4の各UWB装置がアクティブ状態になる度に、同一周波数帯域を使用する車外のビーコングループBG2からの影響を受けることになる。そこで、ビーコングループBG4構築後、UWB送受信処理部3aがメモリ部7に設定されたデフォルト設定以外のTFC、例えばWiMedia Allianceでサポートオプションとなっているバンド#10、バンド#11、バンド#12を使用するバンドグループ4で、TFC=6(バンド#11で固定)に変更させるようにする。
その後、車内の各UWB装置がアクティブ状態になる毎に、変更したTFCにてビーコングループBG4を構築することができるので、車外のビーコングループBG2からの影響をより少なくすることができる。
Since WiMedia Alliance specifies that the frequency band of the
If each
Thereafter, every time each UWB device in the vehicle becomes active, the beacon group BG4 can be constructed with the changed TFC, so that the influence from the beacon group BG2 outside the vehicle can be further reduced.
以上のように、実施の形態3によれば、最初のビーコングループBG4構築後、自機が属するビーコングループBG4とそれ以外のビーコングループとでTFC(バンドグループを含む)が同一の場合に、UWB装置40のUWB送受信処理部3aはビーコングループBG4の各UWB装置を任意のバンドグループの任意のTFCに変更させるように構成した。また、UWB装置40は、ビーコングループBG4構築のための情報およびアンテナ指向性の情報等をメモリ部7に保存するようにした。このため、UWB装置40が2回目以降アクティブ状態になってビーコングループBG4を構築する際、近傍にあるユーザの意図しないビーコングループからの影響が少なくなり、迅速に構築できる。また、ビーコングループBG4構築後も、近傍のビーコングループの影響を受けにくくなるため、安定したビーコングループが確立できる。
As described above, according to the third embodiment, after the first beacon group BG4 is constructed, when the TFC (including the band group) is the same for the beacon group BG4 to which the own device belongs and the other beacon groups, UWB The UWB transmission / reception processing unit 3a of the
実施の形態4.
本実施の形態では、複数のUWB装置が設置されてビーコングループが構築された車内に、このビーコングループに追加する新たなUWB装置が持ち込まれた場合に、この新たなUWB装置と車外のビーコングループとを判別し、新たなUWB装置だけを、車内のビーコングループに加入させる。
In this embodiment, when a new UWB device to be added to this beacon group is brought into a vehicle in which a plurality of UWB devices are installed and a beacon group is constructed, this new UWB device and the beacon group outside the vehicle And only the new UWB device is added to the beacon group in the vehicle.
図13は、この発明の実施の形態4に係るUWB装置50の構成を示すブロック図である。UWB装置50は、ビーコングループ構築後に新たなUWB装置が持ち込まれたことを判断して、表示部8にその情報を表示させるUWB送受信処理部3b、UWB送受信処理部3bの指示に従ってUWB装置が持ち込まれたことを画面表示する表示部8を備える。このUWB送受信処理部3bは、上記実施の形態3のUWB送受信処理部3aと同様に、TFC変更処理も行なうものとする。図13において図1、図6および図10と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of the
以下、複数のUWB装置を備える無線通信システムを例にとり、UWB装置50およびその無線通信システムの動作を説明する。図14は、この発明の実施の形態4に係る無線通信システムのビーコングループBG5と別のビーコングループBG2の位置関係を示す説明図である。ビーコングループBG5は、図13に示すUWB装置50と、上記実施の形態3で説明したUWB装置40b,40cとで構築される。また、ビーコングループBG2は、図5に示すビーコングループBG2の構成と同じである。また、ビーコングループBG5がビーコン信号を送受信できるエリアを点線で示し、ビーコングループBG2がビーコン信号を送受信できるエリアを一点鎖線で示し、UWB装置40b,40cのアンテナ指向性をそれぞれ二点鎖線で示す。
Hereinafter, the operation of the
ビーコングループBG5が構築されている車内に、持込みUWB装置60が持ち込まれた場合、次の2通りが考えられる。ひとつは、車内で持込みUWB装置60に電源が入る場合であり、もうひとつは、持込みUWB装置60の電源が入った状態で車内に持ち込まれる場合である。なお、UWB装置60は、UWB装置20a,20bと同様の内部構成とする。
When the carry-in
先ず、車内で持込みUWB装置60に電源が入る場合を考える。持込みUWB装置60は、車内で電源が投入されると先ずビーコンスキャンを行ない、ビーコングループBG5内のいずれかのUWB装置のビーコン信号を受信することにより、ビーコングループBG5の存在を検出する。そして、持込みUWB装置60は、ビーコングループBG5のスーパーフレームに同期して、空きBSから自機の固有BSを確保し、ビーコングループBG5に加入する。
First, consider the case where the power is turned on to the carry-in
このとき、車内で既にビーコングループBG5を構築していたUWB装置50,40b,40cは、車内に存在する持込みUWB装置60の至近距離に位置するため、ビーコン信号を直接受信できる。そのため、UWB装置50,40b,40cから送信される各ビーコン信号には、持込みUWB装置60のビーコン信号が直接受信できたことを示す情報が追加される。これらUWB装置50,40b,40cのビーコン信号はビーコングループBG5内にマルチキャストされているため、ビーコングループBG5内のどのUWB装置でも全UWB装置のビーコン信号を受信することができる。
At this time, since the
UWB装置50,40b,40cが持込みUWB装置60のビーコン信号を1スーパーフレーム以内に、一斉に受信できた場合には、UWB装置50のUWB送受信処理部3bが、車内に持ち込まれた持込みUWB装置60が電源を投入され、ビーコングループBG5に入ったものと判断する。
そして、UWB送受信処理部3bは、表示部8に車内に新規のUWB装置が認識されたことを表示させると共に、新規のUWB装置の処遇についての処理方法を表示させる。
When the
Then, the UWB transmission /
表示部8の表示に従ってユーザが持込みUWB装置60をビーコングループBG5に追加させることを決定した場合には、持込みUWB装置60およびUWB装置50,40b,40cは現状通りに通信を維持する。
When the user decides to add the brought-in
表示部8に従ってユーザが持込みUWB装置60をビーコングループBG5に追加しないことを決定した場合には、UWB装置50,40b,40cそれぞれが、同期関係を維持したまま、持込みUWB装置60からのデータ通信用DRP方式のMAS確保要求を全てキャンセルする。これにより、持込みUWB装置60は、UWB装置50,40b,40cとの間でデータ通信を行なわず、かつビーコングループBG5が使用するデータ通信の周波数帯域に対して影響を与えない。
別の方法として、表示部8に従ってユーザが持込みUWB装置60をビーコングループBG5に追加しないことを決定した場合に、続けてUWB送受信処理部3bが表示部8に、持込みUWB装置60の電源を切ることを表示させる。表示部8に従ってユーザが持込みUWB装置60の電源を切ることで持込みUWB装置60のビーコン信号が送信されなくなるので、ビーコングループBG5から持込みUWB装置60が自動的に削除される。
When the user decides not to add the brought-in
As another method, when the user decides not to add the brought-in
次に、電源が入った状態の持込みUWB装置60が車内に持ち込まれた場合を考える。電源が入った状態の持込みUWB装置60はビーコン信号を出力しているので、ビーコングループBG5内のUWB装置50,40b,40cは持込みUWB装置60と距離が近い順に、持込みUWB装置60のビーコン信号を受信していく。即ち、持込みUWB装置60が車外から接近するにつれて持込みUWB装置60のビーコン信号を受信できるビーコングループBG5のUWB装置が増え、車内に持ち込まれるとUWB装置50,40b,40c全てが持込みUWB装置60のビーコン信号を受信可能となる。よって、UWB装置50,40b,40cは順々に、持込みUWB装置60のビーコン信号が直接受信できたことを示す情報が追加されたビーコン信号を送信し始める。
Next, consider a case where the brought-in
UWB装置50のUWB送受信処理部3aは、UWB装置40b,40cのビーコン信号を解析して、任意の一定時間に、ビーコングループBG5内の全UWB装置50,40b,40cが連続して持込みUWB装置60の存在を検出し、かつビーコングループBG5のスーパーフレームのビーコン期間以外のタイミングにUWB装置50,40b,40cとは異なったビーコン信号が受信できた場合に、車内に持込みUWB装置60が持ち込まれたものと判断する。そして、UWB送受信処理部3bは上記同様に、表示部8に車内に新規のUWB装置が認識されたことを表示させると共に、新規のUWB装置の処遇についての処理方法を表示させる。
The UWB transmission / reception processing unit 3a of the
表示部8の表示に従ってユーザが持込みUWB装置60をビーコングループBG5に追加させることを決定した場合には、続けてUWB送受信処理部3bが表示部8に、持込みUWB装置60の再同期処理の手順を表示して、ユーザに持込みUWB装置60のビーコングループBG5加入操作を促す。
再同期処理としては、例えば持込みUWB装置60にビーコンスキャンを行なわせるために、持込みUWB装置60内のUWB送受信処理部をリセットして処理を再スタートさせる。
When the user decides to add the brought-in
As the resynchronization processing, for example, in order to cause the carry-in
表示部8に従ってユーザが持込みUWB装置60をビーコングループBG5に追加しないことを決定した場合には、持込みUWB装置60の通信がビーコングループBG5内の通信に対して影響を及ぼす可能性が高いので、UWB装置50,40b,40cは持込みUWB装置60が使用しているバンドグループおよびTFCとは異なるバンドグループおよびTFCへスーパーフレーム単位で一斉に変更する。または、持込みUWB装置60の電源を切ってもよい。
これにより、持込みUWB装置60は、UWB装置50,40b,40cの通信に対して影響を与えることがなくなる。
If the user decides not to add the brought-in
Thereby, the brought-in
なお、ユーザが意図しない車外のビーコングループBG2からのビーコン信号は、通常、車内のビーコングループBG5の全UWB装置50,40b,40cが直接受信できない可能性が高い。従って、ビーコングループBG5のビーコン期間以外のタイミングにUWB装置50,40b,40cとは異なったビーコン信号が送信されていたとしても、ビーコングループBG5の全UWB装置50,40b,40cが一定時間内に連続して、または一斉に受信できなければ、そのビーコン信号の送信元のUWB装置は車内持ち込みされた持込みUWB装置60ではなく、ユーザの意図しない車外のビーコングループBG2に属するUWB装置20a,20bであることが区別できる。
Note that there is a high possibility that all
以上のように、実施の形態4によれば、外部から車内に持込みUWB装置60が持ち込まれた場合に持込みUWB装置60のビーコンを受信したことを検出し、車内に新規の持込みUWB装置60が持ち込まれたことを判定するUWB送受信処理部3bと、UWB送受信処理部3bから入力された判定結果に関する情報をユーザに表示する表示部8とを備えるように構成した。
そのため、車外にある別のビーコングループBG2からの一時的な通信か、持込みUWB装置60からの通信かを適切に判断して、持込みUWB装置60の車内ビーコングループBG5への加入の可否をユーザに示すことができる。この結果、車内ビーコングループBG5の各UWB装置は、持込みUWB装置60に対してユーザが意図する処理を実行し、持込みUWB装置60への誤った再同期処理および持込みUWB装置60からのデータ通信帯域取得処理等が実行されることを防止して、外部ビーコングループからの影響をより低減して安定したビーコングループを実現することができる。
As described above, according to the fourth embodiment, when the carry-in
Therefore, it is appropriately determined whether the communication is from a temporary beacon group BG2 outside the vehicle or from the brought-in
なお、UWB装置50のUWB送受信処理部3aが車両から車速パルス信号を受け、自車両が走行中の場合には車外から持込みUWB装置が持ち込まれることはないと仮定して、新規に検出したUWB装置を持込みUWB装置でも車外のビーコングループの区別なしに全て加入を認めない構成にしてもよい。
It is assumed that the UWB transmission / reception processing unit 3a of the
以上のように、上記実施の形態1〜4において車内の有線ネットワークを無線化することで、各UWB装置の配置制限がなくなり、また各UWB装置間のデータを送受するための多数の有線がなくなるために、車全体の重量が削減できる。 As described above, by making the wired network in the vehicle wireless in the first to fourth embodiments, there is no restriction on the arrangement of each UWB device, and there are no more wires for transmitting / receiving data between the UWB devices. Therefore, the weight of the entire vehicle can be reduced.
1 アンテナ、2,2a 高周波無線処理部、3,3a,3b UWB送受信処理部、4 リセット制御部、5 制御部、6 メモリ、7 メモリ部、8 表示部8、10,10a,10b,10c,30,30a,30b,40,40a,40b,40c,50 UWB装置、60 持込みUWB装置。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
ベースバンド処理およびメディアアクセス制御を行なうUWB送受信処理部と、
任意のタイミングを発生させる制御部と、
前記制御部の発生させたタイミングで前記UWB送受信処理部をリセットすることにより、前記メディアアクセス制御におけるビーコンスキャンのタイミングを制御するリセット制御部とを備えることを特徴とする無線通信装置。 In a wireless communication apparatus that is mounted on a mobile body and forms a network with another wireless communication apparatus mounted on the mobile body and performs UWB communication in accordance with WiMedia Alliance,
A UWB transmission / reception processing unit for performing baseband processing and media access control;
A control unit for generating an arbitrary timing;
A wireless communication apparatus comprising: a reset control unit that controls a timing of a beacon scan in the media access control by resetting the UWB transmission / reception processing unit at a timing generated by the control unit.
ベースバンド処理およびメディアアクセス制御を行なうUWB送受信処理部と、
任意のタイミングを発生させる制御部と、
前記制御部の発生させたタイミングで前記UWB送受信処理部に電源供給することにより、前記メディアアクセス制御におけるビーコンスキャンのタイミングを制御する電源制御部とを備えることを特徴とする無線通信装置。 In a wireless communication apparatus that is mounted on a mobile body and forms a network with another wireless communication apparatus mounted on the mobile body and performs UWB communication in accordance with WiMedia Alliance,
A UWB transmission / reception processing unit for performing baseband processing and media access control;
A control unit for generating an arbitrary timing;
A wireless communication apparatus comprising: a power control unit that controls a beacon scan timing in the media access control by supplying power to the UWB transmission / reception processing unit at a timing generated by the control unit.
前記UWB送受信処理部は、自装置が属するネットワークを構成している全ての無線通信装置が新規のビーコンを受信したことを検出すると、移動体内に新規の無線通信装置が持ち込まれたことを前記表示部に表示させることを特徴とする請求項7記載の無線通信装置。 A display unit for displaying information input from the UWB transmission / reception processing unit;
When the UWB transmission / reception processing unit detects that all wireless communication devices constituting the network to which the own device belongs has received a new beacon, the display indicates that the new wireless communication device has been brought into the mobile body. The wireless communication apparatus according to claim 7, wherein the wireless communication apparatus is displayed on a screen.
特定の前記無線通信装置の制御部は、当該特定の無線通信装置以外の前記無線通信装置より早くビーコンスキャンのためのタイミングを発生させることを特徴とする無線通信システム。 A wireless communication system that forms a network by mounting a plurality of wireless communication devices according to any one of claims 1 to 8 on a mobile body,
The control unit of the specific wireless communication device generates a timing for beacon scanning earlier than the wireless communication devices other than the specific wireless communication device.
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