JP4311262B2 - COMMUNICATION SYSTEM AND COMMUNICATION METHOD, COMMUNICATION DEVICE, COMMUNICATION CONTROL METHOD, AND COMPUTER PROGRAM - Google Patents

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Description

本発明は、複数の無線通信局がそれぞれ自律分散制御的に動作して複数の通信チャネルを有する無線ネットワークを形成し、当該複数の無線通信局間でデータ通信を行う通信システム及び通信方法、並びに、これら通信システム及び通信方法にて用いられる通信装置及び通信制御方法、並びにコンピュータ・プログラムに関し、特に、いわゆる無線LAN(Local Area Network)に適用して好適な通信システム及び通信方法、並びに通信装置及び通信制御方法、並びにコンピュータ・プログラムに関する。   The present invention relates to a communication system and a communication method in which a plurality of wireless communication stations operate in an autonomous distributed control manner to form a wireless network having a plurality of communication channels, and perform data communication between the plurality of wireless communication stations, and In particular, the present invention relates to a communication apparatus and communication control method used in these communication systems and communication methods, and a computer program, and in particular, a communication system and communication method suitable for application to a so-called wireless LAN (Local Area Network), communication apparatus, and The present invention relates to a communication control method and a computer program.

近年、例えば、パーソナル・コンピュータや携帯情報端末機といった各種情報処理端末装置やその周辺機器を相互にワイヤレス接続するための無線通信技術が開発されており、代表的なものとしては、いわゆるIEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.11方式に準拠した無線LANが普及しつつある。   In recent years, for example, wireless communication technology for wirelessly connecting various information processing terminal devices such as personal computers and portable information terminals and their peripheral devices has been developed. As a typical example, so-called IEEE (Institute) is developed. of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 wireless LANs compliant with the 802.11 system are becoming widespread.

IEEE802.11方式の無線LANでは、データリンク層の分散制御又は集中制御などのプロトコルに関するメディア・アクセス制御(Media Access Control;MAC)方式の技術として、ポーリングによってメディア・アクセス制御を行なうコンテンション・フリー区間と、キャリア・センスによってメディア・アクセス制御を行なうコンテンション区間が規格化されている。このうち、キャリア・センスを行なうコンテンション区間が広く利用されている。   In the IEEE802.11 wireless LAN, as a media access control (MAC) technology related to protocols such as distributed control or centralized control of the data link layer, contention free that performs media access control by polling is used. There are standardized sections and contention sections that perform media access control by carrier sense. Of these, the contention section for performing carrier sense is widely used.

このコンテンション区間としては、いわゆるイーサネット(登録商標)で用いられている自律分散制御方式を踏襲したCSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)方式が規格化されている。CSMA/CA方式は、概略的には、データの送信を試みようとする通信局が、他の通信局が送信しているデータと衝突しないように、事前にキャリア・センスを行なうことによって通信チャネルの使用状況を確認し、その帯域が未使用であればデータを送信する一方で、その帯域が使用中であればアイドル状態となるまでデータの送信を延期する技術である。IEEE802.11方式の無線LANでは、いわゆるBSS(Basic Service Set)の概念に基づくネットワーキングの方法として、制御局としてのアクセス・ポイント(Access Point:AP)が存在して当該アクセス・ポイントの電波到達範囲内に存在する複数の端末(Station:STA)を制御するインフラストラクチャ・モードと、アクセス・ポイントが存在せずに複数の端末が自律分散制御的に動作するアドホック・モードとが規定されているが、アクセス・ポイントも、複数の端末も、このCSMA/CA方式に準拠した手順を踏むことによって通信を行なうことになる。   As this contention section, a CSMA / CA (Carrier Sense Multiple Access Collision Aidance) system that follows the autonomous distributed control system used in so-called Ethernet (registered trademark) is standardized. In general, the CSMA / CA scheme is a communication channel in which a communication station trying to transmit data performs carrier sense in advance so that it does not collide with data transmitted by other communication stations. In this technique, data is transmitted if the bandwidth is not used, and data transmission is postponed until an idle state is reached if the bandwidth is in use. In the wireless LAN of the IEEE 802.11 system, as a networking method based on the concept of so-called BSS (Basic Service Set), an access point (Access Point: AP) as a control station exists, and a radio wave reachable range of the access point Are defined as an infrastructure mode for controlling a plurality of terminals (STAs) existing in the network and an ad hoc mode in which a plurality of terminals operate in an autonomous distributed control manner without an access point. Both the access point and the plurality of terminals communicate with each other by following a procedure compliant with the CSMA / CA system.

ここで、IEEE802.11方式の無線LANにおける具体的な通信動作について説明する。   Here, a specific communication operation in an IEEE 802.11 wireless LAN will be described.

まず、インフラストラクチャ・モード時における動作について説明する。   First, the operation in the infrastructure mode will be described.

インフラストラクチャ・モードのBSSにおいては、システム内にコーディーションを行なうアクセス・ポイントが必須である。インフラストラクチャ・モードでは、例えば図19に示すように、アクセス・ポイントSTA0の電波到達範囲をBSSとしてまとめ、いわゆるセルラー・システムにおけるセルに相当するものを構成する。これにより、アクセス・ポイントSTA0の電波到達範囲に属する端末STA1、STA2は、当該BSSのメンバとしてネットワークに参入する。そして、アクセス・ポイントSTA0は、所定の時間間隔でビーコンと称される制御信号を送信する。そして、各端末STA1、STA2は、このビーコン信号を受信することにより、アクセス・ポイントSTA0が近隣に存在することを認識し、当該アクセス・ポイントSTA0との間でコネクションの確立を行なう。   In an infrastructure mode BSS, an access point that coordinates in the system is essential. In the infrastructure mode, for example, as shown in FIG. 19, the radio wave reachable range of the access point STA0 is gathered as BSS, which constitutes a cell corresponding to a so-called cellular system. As a result, the terminals STA1 and STA2 belonging to the radio wave coverage of the access point STA0 enter the network as members of the BSS. Then, the access point STA0 transmits a control signal called a beacon at a predetermined time interval. Each terminal STA1 and STA2 receives this beacon signal, recognizes that the access point STA0 exists in the vicinity, and establishes a connection with the access point STA0.

アクセス・ポイントSTA0は、上述したように、所定の時間間隔でビーコン信号を送信するが、次回のビーコン信号の送信時刻は、ターゲットビーコン送信時刻(Target Beacon Transmit Time:TBTT)という当該ビーコン信号内に記述されるパラメータを用いて定められる。各端末STA1、STA2は、ビーコン信号を受信してTBTTを参照することにより、次回のビーコン信号の送信時刻を把握することができる。これにより、各端末STA1、STA2は、例えば受信の必要がない場合には、次回又は複数回先のTBTTまで受信機の電源を落とし、スリープ状態に移行することもできる。   As described above, the access point STA0 transmits a beacon signal at a predetermined time interval, and the transmission time of the next beacon signal is within the beacon signal called Target Beacon Transmission Time (TBTT). It is determined using the parameters to be described. Each terminal STA1 and STA2 can grasp the transmission time of the next beacon signal by receiving the beacon signal and referring to the TBTT. Thereby, each terminal STA1 and STA2 can also switch to the sleep state by turning off the power of the receiver until the next time or a plurality of forward TBTTs, for example, when reception is not necessary.

次に、アドホック・モード時における動作について説明する。   Next, the operation in the ad hoc mode will be described.

アドホック・モードでは、各端末は、他端末との間で所定のネゴシエーションを行なうことにより、自律的にIBSS(Independent BSS)を定義する。アドホック・モードでは、例えば図20に示すように、各端末STA1、STA2は、IBSSが定義されると、ネゴシエーションの末に、所定の時間間隔毎にTBTTを定める。そして、各端末STA1,STA2は、自己が有するクロックを参照することによって時間がTBTTになったことを認識すると、一様乱数で決定される時間の遅延後、他端末がビーコン信号を送信していないことを認識した場合には、ビーコン信号を送信する。   In the ad hoc mode, each terminal autonomously defines an IBSS (Independent BSS) by performing a predetermined negotiation with another terminal. In the ad hoc mode, for example, as shown in FIG. 20, when the IBSS is defined, the terminals STA1 and STA2 determine TBTT at predetermined time intervals at the end of the negotiation. When each terminal STA1, STA2 recognizes that the time has reached TBTT by referring to its own clock, other terminals are transmitting beacon signals after a time delay determined by a uniform random number. When it is recognized that there is no beacon, a beacon signal is transmitted.

なお、IBSSにおいても、各端末STA1、STA2は、必要に応じて、次回又は複数回先のTBTTまで送受信機の電源を落とし、スリープ状態に移行することができる。IEEE802.11方式においては、IBSSでスリープ・モードが適用されている場合には、TBTTから所定の時間帯をATIM(Announcement Traffic Indication Message)ウィンドウとして定義している。   Also in IBSS, each terminal STA1 and STA2 can transition to a sleep state by turning off the power of the transceiver until next time or a plurality of TBTTs as necessary. In the IEEE 802.11 system, when the sleep mode is applied in the IBSS, a predetermined time zone from the TBTT is defined as an ATIM (Annunciation Traffic Indication Message) window.

IBSSに属するすべての端末は、ATIMウィンドウの時間帯においては受信機を動作させており、この時間帯であれば、基本的にはスリープ・モードで動作している場合であっても受信を行なうことが可能である。各端末は、任意の端末宛の送信すべきデータを保有している場合には、このATIMウィンドウの時間帯においてビーコン信号が送信された後に、当該任意の端末宛にATIMパケットを送信することにより、当該任意の端末に対して送信すべきデータを保有している旨を通知する。そして、ATIMパケットを受信した端末は、当該ATIMパケットを送信した端末からの受信を終了するまで、受信機を動作させることになる。   All the terminals belonging to the IBSS operate the receiver during the time period of the ATIM window, and basically, even when operating in the sleep mode during this time period, reception is performed. It is possible. When each terminal has data to be transmitted to an arbitrary terminal, a beacon signal is transmitted in the time zone of this ATIM window, and then an ATIM packet is transmitted to the arbitrary terminal. Then, it notifies the arbitrary terminal that it has data to be transmitted. Then, the terminal that has received the ATIM packet operates the receiver until the reception from the terminal that has transmitted the ATIM packet is completed.

ここで、ATIMウィンドウを利用した通信動作について、図21を参照しながら具体的に説明する。図21に示す例では、3つの端末STA1、STA2、STA3がIBSSに存在している。この場合、各端末STA1、STA2、STA3は、時間がTBTTになると、一様乱数で決定される時間にわたってメディア状態を監視しながら、データの衝突回避のために設けられるバックオフのタマを動作させる。図示の例では、端末STA1のタイマが最も早くカウントを終了し、当該端末STA1がビーコン信号を送信した場合について示している。この場合、それ以外の端末STA2、STA3は、端末STA1がビーコン信号を送信したことを認識したため、ビーコン信号を送信することはない。   Here, the communication operation using the ATIM window will be specifically described with reference to FIG. In the example shown in FIG. 21, three terminals STA1, STA2, and STA3 exist in the IBSS. In this case, when the time reaches TBTT, each terminal STA1, STA2, and STA3 operates a back-off tag provided for data collision avoidance while monitoring the media state over a time determined by a uniform random number. . In the illustrated example, the case where the timer of the terminal STA1 finishes counting earliest and the terminal STA1 transmits a beacon signal is shown. In this case, since the other terminals STA2 and STA3 have recognized that the terminal STA1 has transmitted a beacon signal, they do not transmit a beacon signal.

ここで、端末STA1が端末STA2を宛先とするデータを保有しており、且つ端末STA2が端末STA3を宛先とするデータを保有しているものとする。この場合、まず、端末STA1及びSTA2はそれぞれ、ビーコン信号の送受信を終了すると、再度一様乱数で決定される時間にわたってメディア状態を監視しながら、バックオフのタイマを動作させる。ここで、端末STA2のタイマが最も早くカウントを終了したものとすると、当該端末STA2は、ATIMパケットを端末STA3に対して送信する。これに応じて、端末STA3は、ATIMパケットを受信すると、所定の時間SIFS(Short Inter Frame Space)だけ経過した後に、いわゆるACK(Acknowledgement)信号を送信する。そして、端末STA3からのACK信号の送信が終了すると、端末STA1は、さらに一様乱数で決定される時間にわたってメディア状態を監視しながら、バックオフのタイマを動作させ、このタイマに設定された時間が経過すると、ATIMパケットを端末STA2に対して送信する。これに応じて、端末STA2は、ATIMパケットを受信すると、所定の時間SIFS後に、ACK信号を送信する。   Here, it is assumed that the terminal STA1 has data destined for the terminal STA2, and the terminal STA2 has data destined for the terminal STA3. In this case, first, each of the terminals STA1 and STA2 ends the transmission / reception of the beacon signal, and operates the back-off timer while monitoring the media state over the time determined by the uniform random number again. Here, assuming that the timer of the terminal STA2 has finished counting earliest, the terminal STA2 transmits an ATIM packet to the terminal STA3. Accordingly, when receiving the ATIM packet, the terminal STA3 transmits a so-called ACK (Acknowledgement) signal after a predetermined time SIFS (Short Inter Frame Space) has elapsed. Then, when the transmission of the ACK signal from the terminal STA3 is completed, the terminal STA1 further operates the back-off timer while monitoring the media state over the time determined by the uniform random number, and the time set in this timer When elapses, an ATIM packet is transmitted to the terminal STA2. In response to this, when receiving the ATIM packet, the terminal STA2 transmits an ACK signal after a predetermined time SIFS.

IEEE802.11方式の無線LANにおいては、このようなATIMパケット及びACKパケットの送受信がATIMウィンドウの時間帯内で行なわれると、その後の区間においても、端末STA3は、端末STA2からのデータを受信するために受信機を動作させ、端末STA2は、端末STA1からのデータを受信するために受信機を動作させることになる。そして、ATIMウィンドウの時間帯内でATIMパケットを受信しなかった端末や送信すべきデータを保有していない端末は、次回のTBTTまで送受信機の電源を落とし、消費電力の削減を図ることができる。   In the wireless LAN of the IEEE 802.11 system, when such transmission / reception of the ATIM packet and the ACK packet is performed within the time zone of the ATIM window, the terminal STA3 receives data from the terminal STA2 even in the subsequent section. Therefore, the receiver STA2 operates the receiver to receive data from the terminal STA1. A terminal that has not received an ATIM packet within a time zone of the ATIM window or a terminal that does not have data to be transmitted can turn off the transceiver until the next TBTT, thereby reducing power consumption. .

なお、このような無線通信を行なう際のアクセス制御に関する技術としては、例えば特許文献1に記載された技術がある。同文献には、親機の電波状況問い合わせに応答して、子機が親機の制御信号送信タイミング間における他の親機の制御信号電波の有無を検出し、その電波有無情報を親機へ報告する技術が開示されている。そして、同文献には、他の親機の制御信号電波が存在する場合には、親機は、その送信タイミングと自局の送信タイミングとの時間差を検出し、検出された時間差が予め定められた値以下であるときに、当該親機の制御信号送信タイミングを変更する技術が開示されている。   As a technique related to access control when performing such wireless communication, there is a technique described in Patent Document 1, for example. In this document, in response to an inquiry about the radio status of the master unit, the slave unit detects the presence / absence of a control signal radio signal of another master unit between the control signal transmission timings of the master unit, and transmits the radio wave presence information to the master unit. The reporting technique is disclosed. In the same document, when a control signal radio wave of another base unit exists, the base unit detects a time difference between the transmission timing and the transmission timing of the own station, and the detected time difference is determined in advance. A technique for changing the control signal transmission timing of the parent device when the value is equal to or less than the specified value is disclosed.

特開平8−217914号公報JP-A-8-217914

ところで、IEEE802.11方式の無線LANにおいては、いわゆる5.2GHz帯や2.4GHz帯といった免許不要バンドを用いている。これらの帯域は、さらに複数の帯域に分割されており、各通信局は、この分割された帯域のうちの1つを用いて通信を行なう。例えば、IEEE802.11aでは、5.2GHzの帯域を20MHzずつの4つの帯域に分割しており、無線通信を行なう端末は、この分割された帯域のうちの1つを通信チャネルとして選択することになる。   By the way, in the wireless LAN of the IEEE 802.11 system, a license-free band such as a so-called 5.2 GHz band or 2.4 GHz band is used. These bands are further divided into a plurality of bands, and each communication station performs communication using one of the divided bands. For example, in IEEE802.11a, a 5.2 GHz band is divided into four bands of 20 MHz, and a terminal that performs wireless communication selects one of the divided bands as a communication channel. Become.

ここで、IEEE802.11方式の無線LANでは、上述したように、CSMA方式に準拠した手順を踏むことによって空いている通信チャネルを確認した上で通信を開始することから、無線通信を行なう端末間は、同一の通信チャネルを使用している必要がある。したがって、無線LANにおいては、帯域が分割されて複数の通信チャネルが用意されているにもかかわらず、実際に信号の伝送に使用される通信チャネルは、実質的に1チャネル分のみである。   Here, in the wireless LAN of the IEEE802.11 system, as described above, communication is started after confirming a free communication channel by following a procedure compliant with the CSMA system. Must use the same communication channel. Therefore, in the wireless LAN, although a plurality of communication channels are prepared by dividing the band, the communication channels actually used for signal transmission are substantially only for one channel.

また、これらの帯域は、免許不要バンドであることから、方式の異なる無線LANが同一の通信チャネルを使用している状況も起こり得る。このような場合、自システムの通信チャネルを変更することで、他システムからの干渉を回避することができるが、これを実現するためには、他システムの存在を検出する必要がある。   In addition, since these bands are unlicensed bands, there may be situations where wireless LANs with different systems use the same communication channel. In such a case, it is possible to avoid interference from other systems by changing the communication channel of the own system, but in order to realize this, it is necessary to detect the presence of other systems.

なお、このような複数のシステムが存在する状況下で、他システムからの干渉を回避すべく空いている通信チャネルを選択する技術としては、例えば特許文献2に記載された技術がある。   In a situation where there are a plurality of such systems, there is a technique described in Patent Document 2, for example, as a technique for selecting a free communication channel to avoid interference from other systems.

特開2002−158667号公報JP 2002-158667 A

特許文献2には、親局が立ち上がり時に使用可能な全無線チャネルの電波状況を判断して最適チャネルを決定するとともに、定期的に自ネットワークの送信を停止させて、子局が分散して近隣の電波状態を監視することにより、周囲状況の変化に対して最適チャネルを選択する技術が開示されている。   In Patent Document 2, the optimum channel is determined by judging the radio wave conditions of all the wireless channels that can be used when the master station is started up, and the transmission of the own network is periodically stopped, and the slave stations are dispersed and nearby. A technique for selecting an optimum channel with respect to a change in ambient conditions by monitoring the radio wave condition of the network is disclosed.

ここで、無線LANとは異なる無線通信システムとして、いわゆるPDC(Personal Digital Cellular)といった携帯電話システムがある。これら携帯電話システムにおいては、端末の制御情報を基地局で集中的に管理し、端末毎に通信時間や通信チャネルを制御する。   Here, as a wireless communication system different from the wireless LAN, there is a mobile phone system such as a so-called PDC (Personal Digital Cellular). In these mobile phone systems, terminal control information is centrally managed by the base station, and the communication time and communication channel are controlled for each terminal.

このような携帯電話システムや、IEEE802.11方式の無線LANにおけるインフラストラクチャ・モードのような集中制御方式を採用するシステムにおいては、集中制御を行なう基地局やアクセス・ポイントの負担が大きく、大規模のシステムとなり、システム構築に要するコストも高くなる。また、このような集中制御方式を採用するシステムにおいては、ネットワークの構築も容易には行なうことができないという問題がある。   In such a cellular phone system or a system that adopts a centralized control system such as an infrastructure mode in an IEEE802.11 wireless LAN, the burden on base stations and access points for centralized control is large and large-scale. The cost required for system construction also increases. Further, in a system that employs such a centralized control method, there is a problem that the network cannot be easily constructed.

これに対し、IEEE802.11方式の無線LANにおけるアドホック・モードのような自律分散制御方式を採用するシステムであれば、各端末が独自に周辺の状況を判断し、ネットワークを容易に拡張していくことができる。   On the other hand, if the system adopts an autonomous distributed control system such as an ad hoc mode in an IEEE 802.11 wireless LAN, each terminal independently determines the surrounding situation and easily expands the network. be able to.

しかしながら、上述した特許文献2に記載された技術をはじめとする通信チャネルの選択に関する従来の技術は、基地局やアクセス・ポイントなどによる集中制御方式を想定したものであり、自律分散制御方式を採用するシステムには適用することができない。   However, conventional techniques related to communication channel selection, including the technique described in Patent Document 2 described above, assume a centralized control system based on base stations, access points, etc., and adopt an autonomous distributed control system. It cannot be applied to a system that does this.

このように、自律分散制御方式を採用するシステムにおいては、CSMA方式のようなキャリア・センスによるアクセス制御方式を用いつつ、複数の通信チャネルを同時に使用することはできず、必然的に、通信容量に限界があるという問題がある。   As described above, in a system adopting the autonomous distributed control method, it is not possible to use a plurality of communication channels at the same time while using an access control method based on carrier sense like the CSMA method. There is a problem that there is a limit.

本発明は、上述したような技術的課題を勘案したものであり、その主な目的は、自律分散制御方式を採用して無線通信を行なう際に、キャリア・センスによるアクセス制御方式を用いつつ、複数の通信チャネルを同時に使用することを可能とし、通信容量の増大を図ることができる、優れた通信システム及び通信方法、並びに通信装置及び通信制御方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。   The present invention takes into account the technical problems as described above, and its main purpose is to employ an access control method based on carrier sense when adopting an autonomous distributed control method and performing wireless communication, It is an object to provide an excellent communication system and communication method, communication apparatus and communication control method, and computer program capable of simultaneously using a plurality of communication channels and increasing communication capacity.

本発明第1の側面は、複数の通信局がそれぞれ自律分散制御的に動作し、複数の通信チャネルを利用してネットワークを形成する通信システムであって、
各通信局はそれぞれ、少なくともビーコン信号の送受信時刻に関する時刻情報と、使用する通信チャネルに関する通信チャネル情報とを管理し、
ビーコン信号又はデータの送信を試みようとする送信通信局は、前記時刻情報及び前記通信チャネル情報に基づいて使用する通信チャネルを切り替え、ビーコン信号又はデータの送信
ビーコン信号又はデータの受信を試みようとする受信通信局は、前記時刻情報及び前記通信チャネル情報に基づいて使用する通信チャネルを切り替え、ビーコン信号又はデータを受信する、
ことを特徴とする通信システムである。
A first aspect of the present invention is a communication system in which a plurality of communication stations each operate in an autonomous distributed control manner to form a network using a plurality of communication channels,
Each communication station manages at least time information related to the transmission / reception time of the beacon signal and communication channel information related to the communication channel to be used,
Transmitting communication station attempting to transmit the beacon signals or data, switches the communication channel to use based on the time information and the communication channel information, and transmission of a beacon signal or data,
A receiving communication station trying to receive a beacon signal or data switches a communication channel to be used based on the time information and the communication channel information, and receives a beacon signal or data.
This is a communication system characterized by the above.

但し、ここで言う「システム」とは、複数の装置(又は特定の機能を実現する機能モジュール)が論理的に集合した物のことを言い、各装置や機能モジュールが単一の筐体内にあるか否かは特に問わない。   However, “system” here refers to a logical collection of a plurality of devices (or functional modules that realize specific functions), and each device or functional module is in a single housing. It does not matter whether or not.

本発明に係る通信システムにおいては、複数の通信チャネルに分散して通信を行なうことができることから、通信容量の増大化が望めるとともに、通信チャネル毎の干渉状況に応じて通信チャネルを切り替えることができる。また、本発明に係る通信システムにおいては、複数の通信チャネルを使用しつつも自律分散制御によってネットワークを形成することができることから、容易にネットワークを形成することができ、低コスト化も実現することができる。   In the communication system according to the present invention, communication can be performed by being distributed over a plurality of communication channels, so that an increase in communication capacity can be expected and the communication channel can be switched according to the interference situation for each communication channel. . In the communication system according to the present invention, since a network can be formed by autonomous distributed control while using a plurality of communication channels, the network can be easily formed and the cost can be reduced. Can do.

ここで、ビーコン信号には、当該ビーコン信号を送信する無線通信局が把握している時刻情報及び通信チャネル情報が記述されている。したがって、新規にネットワークに参入する無線通信局は、他の無線通信局から受信したビーコン信号に記述されている時刻情報及び通信チャネル情報に基づいて、他の無線通信局の状況を適切に把握し、他の無線通信局が通信を行なっている時刻と通信チャネルを把握することができる。 Here, in the beacon signal, time information and communication channel information known by the wireless communication station that transmits the beacon signal are described. Therefore, a wireless communication station newly entering the network appropriately grasps the status of the other wireless communication station based on the time information and communication channel information described in the beacon signal received from the other wireless communication station. The time and communication channel at which other wireless communication stations are communicating can be grasped.

そして、新規にネットワークに参入する無線通信局は、把握した時刻情報及び通信チャネル情報に基づいて、自己が送信するビーコン信号の送信時刻と使用する通信チャネルとを決定する。   Then, the wireless communication station that newly enters the network determines the transmission time of the beacon signal transmitted by itself and the communication channel to be used based on the grasped time information and communication channel information.

具体的には、新規にネットワークに参入する無線通信局は、他の無線通信局から受信したビーコン信号に記述されている時刻情報及び通信チャネル情報をすべて重ね合わせて、他の通信局において既に使用されている時間帯に関する周辺局使用時間帯情報を作成する。そして、作成した周辺局使用時間帯情報に基づいて、自己が送信するビーコン信号の送信時刻と使用する通信チャネルを決定する。   Specifically, a wireless communication station newly entering the network overlaps all time information and communication channel information described in a beacon signal received from another wireless communication station, and is already used in the other communication station. The peripheral station use time zone information related to the current time zone is created. Then, based on the created peripheral station use time zone information, the transmission time of the beacon signal transmitted by itself and the communication channel to be used are determined.

これにより、本発明に係る通信システムにおいては、他の無線通信局がビーコン信号を受信している時刻及び通信チャネルで、ビーコン信号を送信してしまう事態を回避することができる。   Thereby, in the communication system according to the present invention, it is possible to avoid a situation in which a beacon signal is transmitted at the time and communication channel at which another wireless communication station receives the beacon signal.

また、新規にネットワークに参入する無線通信局は、作成した周辺局使用時間帯情報に基づいて、ビーコン信号が送受信される間隔が最大である時刻を、自己がビーコン信号を送信する送信時刻として選択する。さらに、新規にネットワークに参入する無線通信局は、作成した周辺局使用時間帯情報を通信チャネル毎の周辺局使用時間帯情報に分割し、選択したビーコン信号の送信時刻を通信チャネル毎に評価し、ビーコン信号が送受信される間隔が最大である通信チャネルを、自己がビーコン信号を送信する通信チャネルとして選択する。 In addition, a wireless communication station that newly enters the network selects the time at which the interval at which beacon signals are transmitted and received is the maximum as the transmission time at which the beacon signal is transmitted based on the created peripheral station usage time zone information To do. Furthermore, a wireless communication station that newly enters the network divides the created peripheral station use time zone information into peripheral station use time zone information for each communication channel, and evaluates the transmission time of the selected beacon signal for each communication channel. The communication channel having the maximum interval for transmitting and receiving the beacon signal is selected as the communication channel for transmitting the beacon signal.

これにより、本発明に係る通信システムにおいては、各無線通信局によるビーコン信号の送受信をできる限り分散させることができ、次回のビーコン信号までの時間を互いに最大化することができる。したがって、本発明に係る通信システムにおいては、各無線通信局に対して通信時間を公平に分割することができ、最も通信容量が大きくなる通信チャネルを割り当てることが可能となる。   Thereby, in the communication system according to the present invention, transmission and reception of beacon signals by each wireless communication station can be dispersed as much as possible, and the time until the next beacon signal can be maximized. Therefore, in the communication system according to the present invention, it is possible to divide the communication time fairly for each wireless communication station, and to allocate a communication channel with the largest communication capacity.

さらに、複数の無線通信局は、それぞれ、送信予定の通信チャネルでの他の無線通信局のビーコン信号の送受信時刻に関する時刻情報と、送信先の無線通信局の他の通信チャネルでのビーコン信号の送受信時刻に関する時刻情報とに基づいて、データを送信することができる最大の時間である最大送信可能時間を把握した後、データの送信を試みる。   Further, each of the plurality of wireless communication stations transmits time information related to transmission / reception times of beacon signals of other wireless communication stations on a communication channel scheduled to be transmitted, and beacon signals on other communication channels of a transmission destination wireless communication station. Based on the time information related to the transmission / reception time, the maximum transmission possible time, which is the maximum time during which data can be transmitted, is grasped, and then data transmission is attempted.

これにより、本発明に係る通信システムにおいては、送信予定の通信チャネルの空き時間を適切に把握することができ、空き時刻まで送信を試みることが可能となることから、通信チャネルを最大限利用することが可能となる。   Thereby, in the communication system according to the present invention, the idle time of the communication channel scheduled to be transmitted can be properly grasped, and transmission can be attempted until the idle time. It becomes possible.

さらにまた、複数の無線通信局は、それぞれ、送受信するパケットに設けられるプリアンブルを他システムで用いられるプリアンブルと共通とし、プリアンブル以降の情報が誤ることで他システムのパケットが発生したことを検出し、他システムのパケットの発生の頻度に基づいて、使用している通信チャネルを変更する。   Furthermore, each of the plurality of wireless communication stations uses a preamble provided in a packet to be transmitted / received in common with a preamble used in another system, detects that a packet of the other system is generated due to an error in information after the preamble, The communication channel used is changed based on the frequency of occurrence of packets in other systems.

これにより、本発明に係る通信システムにおいては、他システムからの干渉を検出することができ、干渉の少ない他の通信チャネルへ回避することができる。この結果、データの衝突が少なくなり、スループットの向上を図ることが可能となる。   Thereby, in the communication system according to the present invention, it is possible to detect interference from other systems, and to avoid other communication channels with less interference. As a result, data collisions are reduced and throughput can be improved.

また、複数の無線通信局は、それぞれ、他システムのパケットの発生の頻度とともに、各通信チャネルでの受信時間もあわせて記録し、受信時間が所定時間を超過した場合には、そのときの誤り数を通信チャネルの変更の判断に用いる有効値として更新する。   In addition, each of the plurality of radio communication stations records the frequency of occurrence of packets of other systems as well as the reception time on each communication channel, and if the reception time exceeds a predetermined time, the error at that time The number is updated as a valid value used for determining the change of the communication channel.

これにより、本発明に係る通信システムにおいては、他システムの干渉状況を通信チャネル間で公平に比較することが可能となる。また、本発明に係る通信システムにおいては、通信チャネルの変更の判断に用いる材料の更新を継続して行なうことから、干渉状況の変化を適切に考慮することが可能となる。   Thereby, in the communication system according to the present invention, it becomes possible to compare the interference status of other systems fairly between communication channels. Moreover, in the communication system according to the present invention, since the material used for determining the change of the communication channel is continuously updated, it is possible to appropriately consider the change in the interference state.

さらに、データを受信する無線通信局は、干渉を検出した場合には、干渉が生じている通信チャネルを使用してデータを送信してくる無線通信局に対して、ビーコン信号の送信時刻及び使用する通信チャネルの変更を要求する。   Furthermore, when a wireless communication station that receives data detects interference, the transmission time and use of the beacon signal are transmitted to the wireless communication station that transmits data using the communication channel in which the interference occurs. Request change of communication channel.

このように、本発明に係る通信システムにおいては、受信側で干渉を検出することにより、受信状況の悪い通信チャネルの使用を避け、より良好な通信チャネルに適切に変更することができる。   As described above, in the communication system according to the present invention, by detecting interference on the receiving side, it is possible to avoid the use of a communication channel having a bad reception condition and appropriately change to a better communication channel.

さらにまた、データを送信する無線通信局は、干渉を検出した場合には、データを受信する無線通信局からの応答がない回数を測定し、その頻度が所定値を超過した場合には、ビーコン信号の送信時刻及び使用する通信チャネルを変更する。   Furthermore, when the wireless communication station that transmits data detects interference, the wireless communication station measures the number of times there is no response from the wireless communication station that receives data, and when the frequency exceeds a predetermined value, Change the signal transmission time and the communication channel to be used.

このように、本発明に係る通信システムにおいては、送信側で干渉を検出することにより、送信側で送信先の受信状況の劣化を認識することができ、自己の判断で自発的に通信チャネルを適切に変更することができる。   Thus, in the communication system according to the present invention, by detecting interference on the transmission side, it is possible to recognize the deterioration of the reception status of the transmission destination on the transmission side, and voluntarily set the communication channel at its own discretion. It can be changed appropriately.

また、本発明の第2の側面は、複数の通信局がそれぞれ自律分散制御的に動作し、複数の通信チャネルを利用してネットワークを形成する通信方法であって、
各通信局はそれぞれ、少なくともビーコン信号の送受信時刻に関する時刻情報と、使用する通信チャネルに関する通信チャネル情報とを管理し、
ビーコン信号又はデータの送信を試みようとする送信通信局は、前記時刻情報及び前記通信チャネル情報に基づいて使用する通信チャネルを切り替え、ビーコン信号又はデータの送信
ビーコン信号又はデータの受信を試みようとする受信通信局は、前記時刻情報及び前記通信チャネル情報に基づいて使用する通信チャネルを切り替え、ビーコン信号又はデータを受信する、
ことを特徴とする通信方法である。
The second aspect of the present invention is a communication method in which a plurality of communication stations each operate in an autonomous distributed control manner and form a network using a plurality of communication channels,
Each communication station manages at least time information related to the transmission / reception time of the beacon signal and communication channel information related to the communication channel to be used,
Transmitting communication station attempting to transmit the beacon signals or data, switches the communication channel to use based on the time information and the communication channel information, and transmission of a beacon signal or data,
A receiving communication station trying to receive a beacon signal or data switches a communication channel to be used based on the time information and the communication channel information, and receives a beacon signal or data.
This is a communication method characterized by the above.

このような本発明に係る通信方法においては、複数の通信チャネルに分散して通信を行なうことが可能となることから、通信容量の増大化が望めるとともに、通信チャネル毎の干渉状況に応じて通信チャネルを切り替えることが可能となる。また、本発明に係る通信方法においては、複数の通信チャネルを使用しつつも自律分散制御によってネットワークを容易に形成することが可能となり、低コスト化も実現することが可能となる。   In such a communication method according to the present invention, communication can be performed in a distributed manner over a plurality of communication channels, so that an increase in communication capacity can be expected and communication can be performed according to the interference situation for each communication channel. It is possible to switch channels. Further, in the communication method according to the present invention, it is possible to easily form a network by autonomous distributed control while using a plurality of communication channels, and it is possible to realize cost reduction.

また、本発明の第3の側面は、複数の通信チャネルが用意された通信環境下で自律分散的にネットワーク動作を行なう通信装置であって、
通信チャネル上で無線データを送受信する通信手段と、
利用する通信チャネルを設定し、前記通信手段におけるデータ送受信を制御する通信制御手段と、
ビーコン信号を生成するビーコン生成手段と、
周辺局から受信したビーコン信号を解析するビーコン解析手段を備え、
前記通信制御手段は、
少なくともビーコン信号の送受信時刻に関する時刻情報と、使用する通信チャネルに関する通信チャネル情報とを管理し、
ビーコン信号又はデータの送信時には、前記時刻情報及び前記通信チャネル情報に基づいて使用する通信チャネルを切り替え、ビーコン信号又はデータの送信を試み、
ビーコン信号又はデータの受信時には、前記時刻情報及び前記通信チャネル情報に基づいて使用する通信チャネルを切り替え、ビーコン信号又はデータを受信する、
ことを特徴とする通信装置である。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a communication apparatus that performs network operation autonomously and distributedly in a communication environment in which a plurality of communication channels are prepared.
A communication means for transmitting and receiving wireless data over a communication channel;
Communication control means for setting a communication channel to be used and controlling data transmission / reception in the communication means;
Beacon generating means for generating a beacon signal;
Beacon analysis means for analyzing beacon signals received from peripheral stations,
The communication control means includes
Manage at least time information related to the transmission / reception time of the beacon signal and communication channel information related to the communication channel used,
When transmitting a beacon signal or data, switch the communication channel to be used based on the time information and the communication channel information, try to transmit a beacon signal or data,
Upon reception of a beacon signal or data, the communication channel to be used is switched based on the time information and the communication channel information, and a beacon signal or data is received.
It is a communication apparatus characterized by this.

このような本発明に係る通信装置は、データの送信を試みようとする際に、ビーコン信号の送受信時刻に関する時刻情報と、使用する通信チャネルに関する通信チャネル情報とに基づいて、使用する通信チャネルを切り替え、ビーコン信号を送信して通信を試みることにより、ビーコン信号を送信しても他のビーコン信号と衝突することがなくなる。したがって、本発明に係る通信装置を適用したシステムにおいては、キャリア・センスによるアクセス制御方式を用いた場合であっても、空間的に重複している複数の通信チャネルが同時に使用される状況を構築することが可能となり、実質的に使用できる通信容量の増大を図ることが可能となる。また、本発明に係る通信装置は、複数の通信チャネルを使用しつつも自律分散制御によってネットワークを容易に形成することが可能となり、低コスト化も実現したシステムの構築が可能となる。   When such a communication device according to the present invention attempts to transmit data, the communication device uses the communication channel to be used based on the time information regarding the transmission / reception time of the beacon signal and the communication channel information regarding the communication channel to be used. By switching and transmitting a beacon signal and attempting communication, even if a beacon signal is transmitted, it does not collide with other beacon signals. Therefore, in the system to which the communication apparatus according to the present invention is applied, even when the carrier control access control method is used, a situation is established in which a plurality of spatially overlapping communication channels are used simultaneously. It becomes possible to increase the communication capacity that can be used substantially. Further, the communication apparatus according to the present invention can easily form a network by autonomous distributed control while using a plurality of communication channels, and can construct a system that realizes cost reduction.

また、本発明の第4の側面は、複数の通信チャネルが用意された通信環境下で自律分散的なネットワーク動作を行なう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、
ビーコン信号を生成するビーコン生成ステップと、
周辺局から受信したビーコン信号を解析するビーコン解析ステップと、
少なくともビーコン信号の送受信時刻に関する時刻情報と、使用する通信チャネルに関する通信チャネル情報とを管理するステップと、
ビーコン信号又はデータの送信時において、前記時刻情報及び前記通信チャネル情報に基づいて使用する通信チャネルを切り替え、ビーコン信号又はデータの送信を試みるステップと、
ビーコン信号又はデータの受信時において、前記時刻情報及び前記通信チャネル情報に基づいて使用する通信チャネルを切り替え、ビーコン信号又はデータを受信するステップと、
を具備することを特徴とするコンピュータ・プログラムである。
Further, the fourth aspect of the present invention is described in a computer-readable format so that processing for performing autonomous distributed network operation in a communication environment in which a plurality of communication channels are prepared is executed on a computer system. Computer program,
A beacon generating step for generating a beacon signal;
A beacon analysis step for analyzing a beacon signal received from a peripheral station;
Managing at least time information related to transmission / reception times of beacon signals and communication channel information related to communication channels to be used;
At the time of transmitting a beacon signal or data, switching a communication channel to be used based on the time information and the communication channel information, and attempting to transmit a beacon signal or data;
When receiving a beacon signal or data, switching a communication channel to be used based on the time information and the communication channel information, and receiving a beacon signal or data;
A computer program characterized by comprising:

本発明の第4の側面に係るコンピュータ・プログラムは、コンピュータ・システム上で所定の処理を実現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・プログラムを定義したものである。換言すれば、本発明の第4の側面に係るコンピュータ・プログラムをコンピュータ・システムにインストールすることによってコンピュータ・システム上では協働的作用が発揮され、通信装置として動作する。このような通信装置を複数起動して無線ネットワークを構築することによって、本発明の第1の側面に係る通信システムと同様の作用効果を得ることができる。   The computer program according to the fourth aspect of the present invention defines a computer program described in a computer-readable format so as to realize predetermined processing on a computer system. In other words, by installing the computer program according to the fourth aspect of the present invention in the computer system, a cooperative action is exhibited on the computer system, and it operates as a communication device. By activating a plurality of such communication devices and constructing a wireless network, the same operational effects as the communication system according to the first aspect of the present invention can be obtained.

本発明によれば、自律分散制御的に動作して複数の通信チャネルを有する無線ネットワークを形成する各端末が、ビーコン信号の送受信時刻に関する時刻情報と使用する通信チャネルに関する通信チャネル情報とを保有し、これら情報に基づいて、ビーコン信号を所定の時間間隔で定期的に送信することにより、キャリア・センスによるアクセス制御を行ないつつ、複数の通信チャネルを同時に使用することができ、低コストの下に、通信容量を極めて増大させるとともに干渉のある通信チャネルを避けて通信を行なうことができる無線ネットワークを構築することができる。 According to the present invention, each terminal that operates as an autonomous distributed control and forms a wireless network having a plurality of communication channels has time information related to transmission / reception times of beacon signals and communication channel information related to communication channels to be used. Based on this information, beacon signals are periodically transmitted at predetermined time intervals, so that access control based on carrier sense can be performed simultaneously, and a plurality of communication channels can be used at the same time. Therefore, it is possible to construct a wireless network that can greatly increase the communication capacity and perform communication while avoiding a communication channel with interference.

本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。   Other objects, features, and advantages of the present invention will become apparent from more detailed description based on embodiments of the present invention described later and the accompanying drawings.

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.

この実施の形態に係るネットワークでは、アクセス・ポイント(Access Point:AP)が存在せず、無線通信局としての複数の端末(Station;STA)はそれぞれ自律分散的に動作して無線ネットワークを形成するモードで動作し、所定の時間間隔で定期的にビーコン信号を送信している。そして、この通信システムにおいては、キャリア・センスによるアクセス制御を行なういわゆるCSMA(Carrier Sense Multiple Access)方式を用いつつ、複数の通信チャネルを同時に使用することを可能とする。各通信局は、少なくとも、当該ビーコン信号の送受信時刻に関する時刻情報と、使用する通信チャネルに関する通信チャネル情報を保有し、データの送信を試みようとするときには、これら情報に基づいて使用する通信チャネルを切り替え、ビーコン信号を送信して通信を試みる。   In the network according to this embodiment, there is no access point (AP), and a plurality of terminals (Stations) as wireless communication stations operate in an autonomous distributed manner to form a wireless network. It operates in the mode and periodically transmits beacon signals at predetermined time intervals. In this communication system, it is possible to use a plurality of communication channels at the same time while using a so-called CSMA (Carrier Sense Multiple Access) method for performing access control by carrier sense. Each communication station has at least time information related to the transmission / reception time of the beacon signal and communication channel information related to the communication channel to be used, and when trying to transmit data, the communication channel to be used is determined based on these information. Switch and try to communicate by sending a beacon signal.

図1には、本実施形態に係る通信システムにおいて端末動作を行なう無線通信装置の構成を模式的に示している。図1に示すように、各端末は、通信手段として、アンテナ11が共用器12を介して送信処理部14と受信処理部13とに接続されるとともに、送信処理部14及び受信処理部13がベースバンド部15に接続されて構成される。 FIG. 1 schematically shows a configuration of a wireless communication apparatus that performs terminal operation in the communication system according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, as a communication means, each terminal has an antenna 11 connected to a transmission processing unit 14 and a reception processing unit 13 via a duplexer 12, and a transmission processing unit 14 and a reception processing unit 13 are connected to each terminal. It is configured to be connected to the baseband unit 15.

送信処理部14は、ベースバンド部15から供給されたベースバンド信号に対してA/D変換や変調等の各種処理を施し、さらに例えばRF(RadioFrequency)信号に変換した上で、このRF信号を共用器12へと供給する。なお、この送信処理部14における送信処理方式としては、無線LANに適用可能な比較的近距離の通信に適した各種方式を適用することができ、具体的には、いわゆるUWB(Ultra Wideband)方式、直交周波数分割多重(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:OFDM)方式、又はCDMA(Code Division Multiple Access)方式などを適用することができる。一方、受信処理部13は、受信した信号をRF信号に変換し、さらにD/A変換や復調等の各種処理を施して得られたベースバンド信号を制御手段であるベースバンド部15へと供給する。 The transmission processing unit 14 performs various processes such as A / D conversion and modulation on the baseband signal supplied from the baseband unit 15, and further converts the RF signal into, for example, an RF (Radio Frequency) signal. Supply to the duplexer 12. As a transmission processing method in the transmission processing unit 14 , various methods suitable for relatively short distance communication applicable to a wireless LAN can be applied. Specifically, a so-called UWB (Ultra Wideband) method is applicable. An Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) scheme, a Code Division Multiple Access (CDMA) scheme, or the like can be applied. On the other hand, the reception processing unit 13 converts the received signal into an RF signal, and further supplies a baseband signal obtained by performing various processes such as D / A conversion and demodulation to the baseband unit 15 that is a control means. To do.

ベースバンド部15は、インターフェース部16と、メディア・アクセス制御(Media Access Control:MAC)部17と、データリンク制御(Data Link Control:DLC)部18などを有し、例えばビーコン信号を作成するといったように、この通信システムに実装されるメディア・アクセス制御方式における各層での処理を実行する。このとき、ベースバンド部15は、少なくとも、ビーコン信号の送受信時刻に関する時刻情報と、使用する通信チャネルに関する通信チャネル情報とを保有し、これら時刻情報及び通信チャネル情報に基づいて使用する通信チャネルを切り替える。   The baseband unit 15 includes an interface unit 16, a media access control (Media Access Control: MAC) unit 17, a data link control (Data Link Control: DLC) unit 18, and the like, for example, creates a beacon signal. As described above, processing in each layer in the media access control system implemented in this communication system is executed. At this time, the baseband unit 15 holds at least time information related to the transmission / reception time of the beacon signal and communication channel information related to the communication channel to be used, and switches the communication channel to be used based on the time information and the communication channel information. .

このような端末によってネットワークが形成される通信システムにて送受信されるパケットは、例えば図2に示すようなフォーマットからなる。図示の通り、パケットは、プリアンブル、ヘディング領域、及びペイロード部からなる。   Packets transmitted and received in a communication system in which a network is formed by such terminals have a format as shown in FIG. 2, for example. As shown in the figure, a packet is composed of a preamble, a heading area, and a payload part.

プリアンブルは、当該パケットの先頭に設けられ、固有のワードで構成される。このプリアンブルは、当該パケットの存在を知らしめる目的で設けられるもの
である。
The preamble is provided at the head of the packet and is composed of a unique word. This preamble is provided for the purpose of informing the existence of the packet.

ヘディング領域は、プリアンブルの直後に設けられ、当該パケットの属性、データ長、及び送信電力を示す情報の他、物理レイヤがマルチ伝送レートモードである場合にはペイロード部伝送レートを示す情報を記述する。このヘディング領域は、送信される際に、ペイロード部に比べて所要SNR(Signal to Noise Ratio)が数dB程度低くて済むように伝送速度が落とされる。なお、このヘディング領域は、ペイロード部に格納されるいわゆるMACヘッダとは異なるものである。   The heading area is provided immediately after the preamble, and describes information indicating the payload part transmission rate when the physical layer is in the multi-transmission rate mode in addition to information indicating the attribute, data length, and transmission power of the packet. . When this heading area is transmitted, the transmission rate is lowered so that the required SNR (Signal to Noise Ratio) is about several dB lower than the payload part. This heading area is different from a so-called MAC header stored in the payload portion.

ペイロード部は、同図において、PSDU(PHY Service Data Unit)と記載されているものであり、ヘディング領域の直後に設けられる。このペイロード部は、制御信号やデータといった当該パケットによって送信すべき実体的な情報を記述する。このペイロード部は、MACヘッダとMSDU(MAC Service Data Unit)とから構成され、MSDUに上位レイヤから渡されたデータ列が記述される。   The payload portion is described as PSDU (PHY Service Data Unit) in the figure, and is provided immediately after the heading area. This payload portion describes substantial information to be transmitted by the packet, such as a control signal and data. This payload part is composed of a MAC header and an MSDU (MAC Service Data Unit), and a data string passed from an upper layer to the MSDU is described.

さて、各端末間で送受信されるビーコン信号は、ペイロード部に格納され、ヘディング領域に当該パケットがビーコン信号である旨が記述される。図3には、ビーコン信号のフォーマット例を示している。図示のビーコン信号は、少なくとも、当該パケットを送信する端末のMACアドレスを記述するMACアドレス(TX.ADDR)フィールドと、連続的にビーコン信号が衝突するのを回避する目的でビーコン信号の送信タイミングをターゲットビーコン送信時刻(Target Beacon Transmit Time:TBTT)から故意にずらす際のオフセット値を記述するオフセットインディケータ(TBTT Offset Indicator:TOI)フィールドと、近隣ビーコンのオフセット情報(Neighboring Beacon Offset Information:NBOI)フィールドと、トラフィックインディケーションマップ(Traffic Indication Map:TIM)フィールドと、ページング(Paging:PAGE)フィールドとから構成され、その他のフィールド(ETC)も設けている。   Now, the beacon signal transmitted / received between the terminals is stored in the payload portion, and the fact that the packet is a beacon signal is described in the heading area. FIG. 3 shows a format example of the beacon signal. The beacon signal shown in the figure has at least the MAC address (TX.ADDR) field describing the MAC address of the terminal that transmits the packet and the transmission timing of the beacon signal for the purpose of avoiding continuous collision of the beacon signal. An offset indicator (TOTT) field that describes an offset value when intentionally shifting from the target beacon transmission time (TBTT), and neighboring beacon offset information (Neighboring Beacon Information: NTT). Traffic indication map (TIM) field and page Paging (PAGE) field, and other fields (ETC) are also provided.

NBOIフィールドには、後に詳述するが、当該ビーコン信号を送信する端末が受信可能なビーコン信号の位置(受信時刻)を当該端末のビーコン信号の位置からの相対位置で表した情報と、通信チャネルに関する周波数情報とが記述される。   In the NBOI field, as will be described in detail later, information indicating the position (reception time) of the beacon signal that can be received by the terminal transmitting the beacon signal as a relative position from the position of the beacon signal of the terminal, and the communication channel Frequency information is described.

また、TIMフィールドには、当該ビーコン信号を送信する端末が、現在、どの通信局宛てのデータを保有しているかを示す報知情報が記述される。データを受信すべき端末は、このTIMを参照することにより、受信を行なう必要があることを認識することができる。   Also, in the TIM field, broadcast information indicating which communication station the terminal that transmits the beacon signal currently holds is described. A terminal that should receive data can recognize that it is necessary to perform reception by referring to this TIM.

さらに、ページング・フィールドには、TIMに記述されている受信端末のうち、後述する優先期間においてデータの送信を予定している受信端末が記述される。このページング・フィールドで指定された端末は、優先期間での受信に備えることができる。   Further, in the paging field, among the receiving terminals described in the TIM, a receiving terminal that is scheduled to transmit data in a priority period described later is described. The terminal specified in this paging field can be prepared for reception in the priority period.

本実施形態に係る通信システムにおいては、各端末間でこのようなパケットに格納されたビーコン信号の送受信を行なう。   In the communication system according to the present embodiment, beacon signals stored in such packets are transmitted and received between the terminals.

ここで、各端末には、例えば図4に示すように、ビーコン信号を送信した後の所定の時間において、優先的に通信を行なうことが可能となる優先期間(Transmission Guaranteed Period:TGP)が割り当てられる。なお、この優先期間は、同図に示すように、ビーコン信号の送信直後から開始されるものに限定されず、例えば、ビーコン信号の送信時刻から相対位置(時刻)で当該優先期間の開始時刻を設定してもよく、また、TBTTからの時間で当該優先期間の開始時刻を設定してもよい。   Here, for example, as shown in FIG. 4, each terminal is assigned a priority period (transmission guaranteed period: TGP) in which communication can be performed preferentially at a predetermined time after transmitting a beacon signal. It is done. As shown in the figure, the priority period is not limited to the one that starts immediately after the transmission of the beacon signal. For example, the priority period starts at the relative position (time) from the transmission time of the beacon signal. It may be set, and the start time of the priority period may be set by the time from TBTT.

これにより、通信システムにおいては、例えば図5に示すように、複数の端末から順次ビーコン信号が送信され、優先期間TGPが割り当てられる。なお、同図に示す例では、優先期間以外の期間については、FAP(Fairly Access Period)と定義している。すなわち、通信システムに3つの端末STA0、STA1、STA2が存在する場合には、端末STA0がビーコン信号を送信すると、当該端末STA0に優先期間TGP0が割り当てられ、TGP0として割り当てられた時間が経過すると、次の端末STA1がビーコン信号を送信するまで、期間FAP0となる。同様に、期間FAP0が経過すると、端末STA1がビーコン信号を送信し、当該端末STA1に優先期間TGP1が割り当てられ、TGP1として割り当てられた時間が経過すると、次の端末STA2がビーコン信号を送信するまで、期間FAP1となる。そして、期間FAP1が経過すると、端末STA2がビーコン信号を送信し、当該端末STA2に優先期間TGP2が割り当てられ、TGP2として割り当てられた時間が経過すると、端末STA0がビーコン信号を送信するまで、期間FAP2となる。   Thereby, in the communication system, for example, as shown in FIG. 5, beacon signals are sequentially transmitted from a plurality of terminals, and a priority period TGP is assigned. In the example shown in the figure, a period other than the priority period is defined as FAP (Fairly Access Period). That is, when there are three terminals STA0, STA1, and STA2 in the communication system, when the terminal STA0 transmits a beacon signal, the priority period TGP0 is assigned to the terminal STA0, and the time assigned as TGP0 has elapsed. Until the next terminal STA1 transmits a beacon signal, the period FAP0 is reached. Similarly, when the period FAP0 elapses, the terminal STA1 transmits a beacon signal, the priority period TGP1 is assigned to the terminal STA1, and when the time allocated as TGP1 elapses, the next terminal STA2 transmits a beacon signal. The period FAP1. Then, when the period FAP1 elapses, the terminal STA2 transmits a beacon signal, the priority period TGP2 is allocated to the terminal STA2, and when the time allocated as TGP2 elapses, the period FAP2 is transmitted until the terminal STA0 transmits a beacon signal. It becomes.

本実施形態に係る通信システムでは、各端末は、自己がビーコン信号を送信してから自己が次回ビーコン信号を送信するまでの長い周期の中での相対的な時刻で、ビーコン信号の送信時刻を把握する。そして、各端末は、送信可能な時刻になると、他端末に対してビーコン信号を送信することになる。   In the communication system according to the present embodiment, each terminal sets the transmission time of the beacon signal at a relative time in a long period from when the terminal transmits a beacon signal to when the terminal transmits the next beacon signal. To grasp. And each terminal will transmit a beacon signal with respect to another terminal when the time which can be transmitted comes.

さて、このような用途に用いられるビーコン信号には、上述したように、NBOIフィールドに、当該ビーコン信号の送受信時刻に関する相対時刻情報と、端末が使用する通信チャネルに関する通信チャネル情報とが記述されている。新規にネットワークに参入する端末(以下、新規参入端末という)は、各通信チャネルについて、1周期以上分のビーコン信号を周辺局から受信し、各ビーコン信号のNBOIフィールドをそれぞれ参照することにより、例えば図6(A)に示すように、受信可能なビーコン信号の送受信時刻に関する相対時刻情報と、当該ビーコン信号が送信される通信チャネルの通信チャネル情報とを把握する。なお、図6(A)においては、CH1乃至CH4の4つの通信チャネルが存在する場合を示し、“B”で示す部分がビーコン信号を受信した相対時刻を示しており、“0”で示す部分が先に図5に示した優先期間以外の期間FAPを示している。したがって、図6においては、通信チャネルCH1では7時刻目にビーコン信号を受信し、通信チャネルCH2では1時刻目及び5時刻目にビーコン信号を受信し、通信チャネルCH3では3時刻目にビーコン信号を受信し、通信チャネルCH4では6時刻目にビーコン信号を受信した旨を示している。   In the beacon signal used for such a purpose, as described above, the NBOI field describes the relative time information regarding the transmission / reception time of the beacon signal and the communication channel information regarding the communication channel used by the terminal. Yes. A terminal that newly enters the network (hereinafter referred to as a new entry terminal) receives beacon signals for one or more cycles from each peripheral channel for each communication channel, and refers to the NBOI field of each beacon signal, for example. As shown in FIG. 6A, the relative time information regarding the transmission / reception time of a receivable beacon signal and the communication channel information of the communication channel to which the beacon signal is transmitted are grasped. FIG. 6A shows a case where there are four communication channels CH1 to CH4, the portion indicated by “B” indicates the relative time when the beacon signal is received, and the portion indicated by “0”. Indicates a period FAP other than the priority period shown in FIG. Therefore, in FIG. 6, the communication channel CH1 receives a beacon signal at the seventh time, the communication channel CH2 receives the beacon signal at the first time and the fifth time, and the communication channel CH3 receives the beacon signal at the third time. This indicates that the beacon signal is received at the sixth time on the communication channel CH4.

各端末は、新規にネットワークに参入する際に、これら複数の通信チャネルについて把握した情報の論理和をとることにより、例えば図6(B)に示すような情報をNBOIフィールドに記述する情報として保有する。すなわち、図6(A)に示した各通信チャネルについての相対時刻情報を把握した新規参入端末は、この相対時刻情報の論理和をとり、図6(B)に示すように、1時刻目では通信チャネルCH2を用いてビーコン信号が送受信され、3時刻目では通信チャネルCH3を用いてビーコン信号が送受信され、5時刻目では通信チャネルCH2を用いてビーコン信号が送受信され、6時刻目では通信チャネルCH4を用いてビーコン信号が送受信され、7時刻目では通信チャネルCH1を用いてビーコン信号が送受信された旨を示す情報を保有する。   When each terminal newly enters the network, it holds the information as shown in FIG. 6B, for example, as information described in the NBOI field by taking the logical sum of the information grasped about the plurality of communication channels. To do. That is, the new entry terminal that grasps the relative time information for each communication channel shown in FIG. 6A takes the logical sum of the relative time information, and as shown in FIG. A beacon signal is transmitted / received using the communication channel CH2, a beacon signal is transmitted / received using the communication channel CH3 at the third time, a beacon signal is transmitted / received using the communication channel CH2 at the fifth time, and a communication channel is transmitted at the sixth time. The beacon signal is transmitted and received using CH4, and information indicating that the beacon signal is transmitted and received using communication channel CH1 is held at the seventh time.

そして、新規参入端末は、自己が送信するビーコン信号の送信時刻と使用する通信チャネルを決定する。すなわち、受信したビーコン信号には、当該ビーコン信号を送信した端末が把握しているビーコン信号の送受信時刻に関する相対時刻情報と使用する通信チャネルに関する通信チャネル情報とが記述されていることから、新規参入端末は、これらの情報に基づいて、自己が送信するビーコン信号の送信時刻と使用する通信チャネルを決定し、自己が保有する図6(B)に示したような情報を更新する。   Then, the new entry terminal determines the transmission time of the beacon signal transmitted by itself and the communication channel to be used. In other words, the received beacon signal describes the relative time information related to the transmission / reception time of the beacon signal known by the terminal that transmitted the beacon signal and the communication channel information related to the communication channel to be used. Based on these pieces of information, the terminal determines the transmission time of the beacon signal transmitted by itself and the communication channel to be used, and updates the information as shown in FIG.

具体的には、新規参入端末は、図7に示すような一連の工程を経ることにより、自己が送信するビーコン信号の送信時刻と使用する通信チャネルの周波数とを決定する。   Specifically, the new entry terminal determines the transmission time of the beacon signal transmitted by itself and the frequency of the communication channel to be used through a series of steps as shown in FIG.

まず、新規参入端末は、同図に示すように、ステップS1において、隣接ノード、すなわち、周辺の他端末からのビーコン信号を受信することにより、当該他端末が把握しているビーコン信号を送受信する相対時刻情報と、使用する通信チャネルに関する通信チャネル情報とをすべて重ね合わせて論理和をとり、他の通信局において既に使用されている時間帯に関する周辺局使用時間帯情報を作成する。なお、ここでは、説明の便宜上、新規参入端末は、図8(A)に示すように、1時刻目では通信チャネルCH2を用いてビーコン信号が送受信され、3時刻目では通信チャネルCH3を用いてビーコン信号が送受信され、5時刻目では通信チャネルCH2を用いてビーコン信号が送受信され、6時刻目では通信チャネルCH1を用いてビーコン信号が送受信されることを示す周辺局使用時間帯情報を作成したものとする。   First, as shown in the figure, a new entry terminal receives and transmits a beacon signal from the adjacent node, that is, a neighboring other terminal, in step S1, thereby transmitting and receiving a beacon signal recognized by the other terminal. The relative time information and the communication channel information related to the communication channel to be used are all overlapped and ORed to create peripheral station use time zone information related to the time zone already used by other communication stations. Here, for convenience of explanation, as shown in FIG. 8A, a new entry terminal transmits and receives a beacon signal using the communication channel CH2 at the first time, and uses the communication channel CH3 at the third time. A beacon signal is transmitted / received, and at the fifth time, a beacon signal is transmitted / received using the communication channel CH2, and at the sixth time, peripheral station use time zone information indicating that a beacon signal is transmitted / received using the communication channel CH1 is created. Shall.

続いて、新規参入端末は、ステップS2において、作成した周辺局使用時間帯情報に基づいて、ビーコン信号が送受信される間隔が最大である位置(相対時刻)を選択する。これは、すべての通信チャネルについての情報の論理和をとった結果、ビーコン信号が送受信されていない位置であれば、ビーコン信号を送信しても他のビーコン信号と衝突することはなく、また、ビーコン信号の送受信はできる限り分散させた方が望ましいことから、間隔が最大である位置を選択することにより、次回のビーコン信号までの時間が互いに最大化され、通信時間を公平に分割することができる、という考えに基づくものである。具体的には、新規参入端末は、図8(A)に示した周辺局使用時間帯情報の場合には、7時刻目から8時刻目までが、ビーコン信号が送受信される間隔が最大であることから、同図(B)中太線部で示すように、8時刻目を選択する。 Subsequently, in step S2, the new entry terminal selects a position (relative time) at which the interval at which the beacon signal is transmitted and received is the maximum based on the created peripheral station use time zone information. As a result of taking the logical sum of the information about all the communication channels, if the beacon signal is not transmitted / received, it does not collide with other beacon signals even if the beacon signal is transmitted. Since it is desirable to distribute the transmission and reception of beacon signals as much as possible, the time until the next beacon signal can be maximized and the communication time can be divided fairly by selecting the position with the maximum interval. It is based on the idea that it can be done. Specifically, in the case of the peripheral station usage time zone information shown in FIG. 8A, the new entry terminal has the maximum interval for transmitting and receiving beacon signals from the seventh time to the eighth time. Therefore, the eighth time is selected as shown by the middle thick line in FIG.

続いて、新規参入端末は、ステップS3において、ステップS1にて作成したすべての通信チャネルにおいて論理和をとった周辺局使用時間帯情報を通信チャネル毎の周辺局使用時間帯情報に分割し、選択したビーコン信号の送信時刻を通信チャネル毎に評価する。そして、新規参入端末は、ステップS4において、すべての通信チャネルについての評価を行なったか否かを判定する。 Subsequently, new entrants terminal, in step S3, by dividing the peripheral stations use time period information by ORing all communication channels created in step S1 to the peripheral stations use time zone information for each communication channel, select The beacon signal transmission time is evaluated for each communication channel. Then, in step S4, the new entry terminal determines whether or not all communication channels have been evaluated.

ここで、新規参入端末は、すべての通信チャネルについての評価を行なっていない場合には、ステップS3からの処理を繰り返す。一方、すべての通信チャネルについての評価を行なった場合には、ステップS5へと処理を移行し、評価結果に基づいて、ビーコン信号が送受信される間隔が最大である通信チャネルを選択し、一連の処理を終了する。   Here, the new entry terminal repeats the process from step S3, when evaluation about all the communication channels is not performed. On the other hand, when all the communication channels have been evaluated, the process proceeds to step S5, and based on the evaluation result, the communication channel with the maximum interval for transmitting and receiving beacon signals is selected, and a series of End the process.

具体的には、新規参入端末は、図8(A)に示した周辺局使用時間帯情報を通信チャネル毎に分割し、同図(C)に示すように、通信チャネルCH1では6時刻目にビーコン信号が送受信され、通信チャネルCH2では1時刻目及び5時刻目にビーコン信号が送受信され、通信チャネルCH3では3時刻目にビーコン信号が送受信され、通信チャネルCH4ではビーコン信号が送受信されないことを示す、4つの論理和からなる周辺局使用時間帯情報を作成する。そして、新規参入端末は、通信チャネル毎の評価の結果、ステップS2にて選択した8時刻目については、通信チャネルCH4の間隔が最大であることから、同図(C)中太線部で示すように、当該通信チャネルCH4を選択する。 Specifically, the new entry terminal divides the peripheral station use time zone information shown in FIG. 8A for each communication channel, and as shown in FIG. A beacon signal is transmitted / received, a beacon signal is transmitted / received at the first and fifth times on the communication channel CH2, a beacon signal is transmitted / received at the third time on the communication channel CH3, and a beacon signal is not transmitted / received on the communication channel CH4. Peripheral station use time zone information consisting of four logical sums is created. Then, as a result of the evaluation for each communication channel, the new entry terminal indicates that the interval of the communication channel CH4 is the maximum at the 8th time selected in step S2, so that it is indicated by a thick line portion in FIG. Then, the communication channel CH4 is selected.

新規参入端末は、このような一連の工程を経ることにより、最適なビーコン信号の送信時刻と使用する通信チャネルの周波数とを決定することができる。   The new entry terminal can determine the optimal transmission time of the beacon signal and the frequency of the communication channel to be used through such a series of steps.

次に、通信システムにおいて、通信局が予約通信を行なうことが許容されている場合において、通信時間帯及び通信チャネルを予約して通信をする動作について説明する。予約による通信は、図9に示すようなマルチホップ・リンクにおいて、信号衝突の抑制が可能になり、通信容量を増大させる効果を期待することができる。   Next, in the communication system, when a communication station is allowed to perform reserved communication, an operation for performing communication by reserving a communication time zone and a communication channel will be described. In the communication by reservation, signal collision can be suppressed in the multi-hop link as shown in FIG. 9, and the effect of increasing the communication capacity can be expected.

マルチホップ・リンクでは、通信局には、お互いの存在を知らない隠れ端末が存在する。図9に示す例では、例えばSta1とSta3は隠れ端末の関係にある。しかし、Sta1がSta2との通信のための通信時間帯及び通信チャネルの予約をする場合には、隠れ端末であり通信ができないSta3の送信時間帯及びチャネルと重ならないように配慮する必要がある。そこで、ここでも上記ビーコン信号送受信時刻の決定、報知と同様にして、NBOIを利用する。 In a multi-hop link, there are hidden terminals that do not know each other in the communication station. In the example shown in FIG. 9, for example, Sta1 and Sta3 are in a hidden terminal relationship. However, when STA1 reserves a communication time zone and a communication channel for communication with STA2, it is necessary to consider so that it does not overlap with the transmission time zone and channel of STA3, which is a hidden terminal and cannot communicate. Therefore, the NBOI is used here in the same manner as the determination and notification of the beacon signal transmission / reception time.

このような場合、各端末は、ビーコン送受信時刻のみでなく、予約した時間帯や通信チャネルもNBOIに記載して、ビーコンで報知する。そして、通信チャネルを予約する場合には、隣接端末のNBOI情報から空き時間帯を探し、予約したらNBOIに記載する。 In such a case, each terminal describes not only the beacon transmission / reception time but also the reserved time zone and communication channel in the NBOI and broadcasts it with a beacon. When a communication channel is reserved, a free time zone is searched from the NBOI information of the adjacent terminal, and the reserved time is written in the NBOI.

通信局が予約通信を行なう場合の動作手順について具体的に説明する。ここでは、図9において、Sta1がSta2への送信のための予約をする場合を考える。 An operation procedure when the communication station performs reservation communication will be specifically described. Here, consider a case in which Sta1 makes a reservation for transmission to Sta2 in FIG.

Sta1は、隣接端末a、b、cからのビーコン信号を受信し、それぞれから得られたNBOIをチャネル毎に重ね合わせる。この結果、図10に示す2段目の隣接予約情報の結果を得ることができる。これは、Sta1の各通信チャネルにおける空き時間帯の情報である。 Sta1 receives beacon signals from adjacent terminals a, b, and c, and superimposes the NBOIs obtained from the signals for each channel. As a result, the result of the second-stage adjacent reservation information shown in FIG. 10 can be obtained. This is information on a free time zone in each communication channel of Sta1.

さらに、この結果に予約通信による送信先となるSta2のNBOIを重ね合わせた結果、図10の最下段に示す結果を得ることができる。これは、Sta1からSta2への通信予約が可能な空き時間帯の情報を通信チャネル毎に示したものとなる。Sta1は、この結果を基にして、所望の長さの予約が確保できる時間帯及び通信チャネルを選択する。図示の例では、2スロット連続する時間帯を確保したいとすると、CH3のみが該当するため、CH3の最後の2スロットをSta1からSta2への通信予約時間帯とする。予約の通信チャネル選択の基準としては、チャネル毎の干渉情報などを考慮することも考えられる。そして、Sta1は、予約通信に関する情報をビーコンにおいて報知するNBOIに記載する。 Furthermore, as a result of superimposing the NBOI of Sta2 as the transmission destination by the reserved communication on this result, the result shown in the lowermost stage of FIG. 10 can be obtained. This shows the information of the free time zone in which communication reservation from Sta1 to Sta2 is possible for each communication channel. Based on this result, Sta1 selects a time zone and a communication channel in which a reservation of a desired length can be secured. In the example shown in the figure, if it is desired to secure a time slot that is continuous for two slots, only CH3 is applicable, so the last two slots of CH3 are set as the communication reservation time zone from Sta1 to Sta2. As a reference for selecting a reservation communication channel, it is also possible to consider interference information for each channel. And Sta1 describes in the NBOI which alert | reports the information regarding reservation communication in a beacon.

以上の動作により、Sta1は、Sta2のNBOIを利用することで、実質的に隠れ端末のSta3の予約情報を知ることができ、自律分散の無線通信システムにおいても重複しない時間帯及び通信チャネルにおいて、Sta2との通信予約をすることが可能となる。 With the above operation, Sta1 can know the reservation information of Sta3 of the hidden terminal by using the NBOI of Sta2, and in the time zone and communication channel that do not overlap even in the autonomous distributed wireless communication system, It is possible to make a communication reservation with Sta2.

図11には、通信局が予約通信を行なうことが許容されている場合において、新規参入端末が、自己が送信するビーコン信号の送信時刻と使用する通信チャネルを決定する際の一連の工程をフローチャートの形式で示している。   FIG. 11 is a flowchart showing a series of steps when a new entry terminal determines a transmission time of a beacon signal transmitted by itself and a communication channel to be used when a communication station is allowed to perform reservation communication. It is shown in the form of

まず、通信局は、隣接端末から受信したビーコンの通信予定時間帯情報をチャネル別に重ね合わせる(ステップS11)。これによって、各通信チャネルにおける空き時間帯の情報を得る。   First, the communication station superimposes the communication scheduled time zone information of beacons received from adjacent terminals for each channel (step S11). As a result, information on the free time zone in each communication channel is obtained.

さらに通信予約相手端末の全通信チャネルにおける通信予定時間帯情報を、上記のチャネル別の空き時間帯情報に重ね合わせる(ステップS12)。これによって、通信予約相手端末への通信予約が可能な空き時間帯の情報を通信チャネル毎に得ることができる。   Further, the scheduled communication time zone information in all communication channels of the communication reservation partner terminal is superimposed on the above-mentioned idle time zone information for each channel (step S12). As a result, it is possible to obtain, for each communication channel, information on a free time zone in which a communication reservation with a communication reservation partner terminal can be made.

そして、空きスロット間隔が最大となる時間帯及びその通信チャネルを、通信予約相手端末に対して予約通信を行なう時間帯及び通信チャネルとして選択する(ステップS13)。   Then, the time zone in which the empty slot interval is maximized and the communication channel are selected as the time zone and communication channel for performing reservation communication with the communication reservation partner terminal (step S13).

このような手順により通信予約相手端末に対する予約通信の時間帯及び通信チャネルを決定することにより、通信局は、自律分散の無線通信システムにおいても重複しない時間帯及び通信チャネルにおいて、通信予約を行なうことが可能となる。   By determining the reservation communication time zone and communication channel for the communication reservation partner terminal by such a procedure, the communication station makes a communication reservation in a time zone and communication channel that do not overlap even in an autonomous distributed wireless communication system. Is possible.

次に、通信局が、自局のビーコン信号を送信する相対時刻と使用する通信チャネルとを決定した各端末間でデータを送受信する動作について説明する。   Next, the operation in which the communication station transmits / receives data between the terminals that have determined the relative time for transmitting the beacon signal of the local station and the communication channel to be used will be described.

各端末は、他の端末がビーコン信号を送信する相対時刻と通信チャネルの周波数とを把握していることから、その時刻になったときに通信チャネルを切り替え、送信されたビーコン信号を受信する。通信システムにおいては、先に図4及び図5に示したように、ビーコン信号の送信後の所定時間が優先期間となることから、当該ビーコン信号で指定された端末間との優先的なデータの送受信が可能となる。   Each terminal knows the relative time at which the other terminal transmits the beacon signal and the frequency of the communication channel. Therefore, when that time comes, the terminal switches the communication channel and receives the transmitted beacon signal. In the communication system, as shown in FIG. 4 and FIG. 5 above, since the predetermined time after the transmission of the beacon signal is the priority period, the preferential data between the terminals designated by the beacon signal is transmitted. Transmission and reception are possible.

通信システムにおいては、基本的には、各端末がCSMA方式に準拠した手順を踏むことによってアクセスを開始するが、優先期間が割り当てられた端末(以下、優先端末という)ではキャリア・センスを行なう時間(IFS:Inter Frame Space)を短くすることにより、当該優先端末に対して優先権が与えられる。一方、優先権が与えられなかった端末は、通常の時間IFSにわたるキャリア・センスを用いて、ビーコン信号を送信した端末へのアクセスを試みる。   In a communication system, basically, each terminal starts access by following a procedure compliant with the CSMA method. However, a terminal to which a priority period is assigned (hereinafter referred to as a priority terminal) performs carrier sense. The priority is given to the priority terminal by shortening (IFS: Inter Frame Space). On the other hand, the terminal that has not been given priority attempts to access the terminal that transmitted the beacon signal by using the carrier sense over the normal time IFS.

通信システムにおいては、同時刻において優先端末が使用する通信チャネルのビーコン信号を受信することができない端末や、アクセスの必要がないために敢えてビーコン信号を受信しない端末は、この時刻で他の通信チャネルでの通常の時間IFSにわたるキャリア・センスを用いた通信を行なうことができる。すなわち、優先端末が使用する通信チャネルとは異なる他の通信チャネルについては、長い時間にわたる通常のキャリア・センスを用いて優先順位が低い端末が使用することができる。これにより、空間的に重複している複数の通信チャネルが同時に使用される状況を構築することができる。   In a communication system, a terminal that cannot receive a beacon signal of a communication channel used by a priority terminal at the same time, or a terminal that does not intentionally receive a beacon signal because there is no need for access, Communication using carrier sense over the normal time IFS can be performed. That is, for other communication channels different from the communication channel used by the priority terminal, a terminal having a low priority can be used by using a normal carrier sense over a long time. As a result, it is possible to construct a situation in which a plurality of spatially overlapping communication channels are used simultaneously.

また、通信システムにおいては、各端末は、送信時に、その時刻及び使用する通信チャネルの周波数で、他端末がビーコン信号を受信していないことを確認する必要がある。そのため、各端末は、他端末がそれぞれ保有するビーコン信号の送受信時刻情報及び通信チャネル情報に基づいて、送信を行なう通信チャネルの情報のみを用い、ビーコン信号の送受信が予定されている時刻を把握する。さらに、各端末は、送信先の端末のビーコン信号の送受信時刻情報に基づいて、送信先の端末が使用する通信チャネルの周波数を切り替える時刻を把握する。これにより、各端末は、これらの結果得られた空き時刻まで、送信を試みることが可能となる。   In the communication system, each terminal needs to confirm that other terminals are not receiving the beacon signal at the time of transmission and the frequency of the communication channel to be used. Therefore, each terminal grasps the time at which transmission / reception of the beacon signal is scheduled, using only the information of the communication channel for transmission based on the transmission / reception time information and communication channel information of the beacon signal held by the other terminals. . Furthermore, each terminal grasps the time at which the frequency of the communication channel used by the destination terminal is switched based on the transmission / reception time information of the beacon signal of the destination terminal. Thereby, each terminal can try transmission until the free time obtained as a result.

このような動作を具体的に説明するために、図12に示すように、互いに隣接する端末まで電波が到達するように構成された4つの端末STA1、STA2、STA3、STA4が存在する状況を考える。すなわち、端末STA1は、端末STA2及びSTA3とデータの送受信を行なうことができ、端末STA2は、端末STA1とデータの送受信を行なうことができ、端末STA3は、端末STA1及びSTA4とデータの送受信を行なうことができ、端末STA4は、端末STA3とデータの送受信を行なうことができるものとする。   In order to specifically explain such an operation, as shown in FIG. 12, consider a situation in which there are four terminals STA1, STA2, STA3, and STA4 configured to reach radio waves to terminals adjacent to each other. . That is, terminal STA1 can transmit / receive data to / from terminals STA2 and STA3, terminal STA2 can transmit / receive data to / from terminal STA1, and terminal STA3 transmits / receives data to / from terminals STA1 and STA4. The terminal STA4 can transmit / receive data to / from the terminal STA3.

このような状況下で、図13に示すように、時刻T1において、端末STA2が通信チャネルCH1を用いて端末STA1に対してデータを送信するとともに、これを端末STA1が受信し、また、次の時刻T2において、端末STA3が通信チャネルCHを用いて端末STA4に対してデータを送信するとともに、これを端末STA4が受信するような状況を考える。なお、同図においては、“B”で示す部分がビーコン信号を送受信する時刻を示しており、このうち、斜線部で示すビーコン信号は、送信側であることを示している。さらに、同図においては、“Tx”で示す部分がデータを送信していることを示し、“Rx”で示す部分がデータを受信していることを示している。 Under such circumstances, as shown in FIG. 13, at time T1, the terminal STA2 transmits data to the terminal STA1 using the communication channel CH1, and the terminal STA1 receives the data. at time T2, transmits the data to the terminal STA4 terminal STA3 is using the communication channel CH 2, consider a situation as to receive the terminal STA4 this. In the figure, the portion indicated by “B” indicates the time when the beacon signal is transmitted and received, and among these, the beacon signal indicated by the hatched portion indicates the transmitting side. Furthermore, in the figure, the part indicated by “Tx” indicates that data is being transmitted, and the part indicated by “Rx” indicates that data is being received.

また、各端末は、ビーコン信号の送受信時刻情報及び通信チャネル情報として、図14に示すような情報を把握しているものとする。すなわち、端末STA2は、同図(A)に示すように、時刻T1において通信チャネルCH1を使用し、端末STA1は、同図(B)に示すように、時刻T1において通信チャネルCH1を使用するとともに、時刻T2において通信チャネルCH2に切り替えて使用する。また、端末STA3は、時刻T2において通信チャネルCH2を使用し、端末STA4は、時刻T2において通信チャネルCH2を使用するものとする。   Further, each terminal is assumed to grasp information as shown in FIG. 14 as the transmission / reception time information and communication channel information of the beacon signal. That is, terminal STA2 uses communication channel CH1 at time T1, as shown in FIG. 5A, and terminal STA1 uses communication channel CH1 at time T1, as shown in FIG. At time T2, the channel is switched to the communication channel CH2. Terminal STA3 uses communication channel CH2 at time T2, and terminal STA4 uses communication channel CH2 at time T2.

ここで、端末STA2に着目する。端末STA2は、自己に関するビーコン信号の送受信時刻情報及び通信チャネル情報として、同図(A)に示す情報を保有する際には、データを送信し続けてしまうことになり、帯域を無駄に使用してしまうことになる。   Here, attention is focused on the terminal STA2. When the terminal STA2 retains the information shown in FIG. 5A as the transmission / reception time information and communication channel information of the beacon signal related to itself, the terminal STA2 will continue to transmit data, and wastes the bandwidth. It will end up.

そこで、端末STA2は、ネットワークへの新規参入時に取得した他端末に関するビーコン信号の時刻情報及び通信チャネル情報から、自己が使用する通信チャネルの情報を取り出して論理和をとり、さらに、送信先の端末STA1の他の通信チャネルでの時刻情報についても論理和をとる。これにより、端末STA2は、図15(A)に示すような情報を得ることができる。すなわち、端末STA2は、端末STA1が時刻T2において通信チャネルをCH1からCH2に切り替えることを把握することにより、端末STA1に対するデータの送信を無駄に継続してしまう事態を回避することができる。   Therefore, the terminal STA2 takes out the information of the communication channel used by itself from the time information and communication channel information of the beacon signal related to the other terminal acquired at the time of new entry into the network, and performs a logical sum, and further, the destination terminal The logical sum is also taken for the time information on the other communication channels of STA1. Thereby, terminal STA2 can obtain information as shown in FIG. That is, terminal STA2 can avoid a situation in which data transmission to terminal STA1 is unnecessarily continued by grasping that terminal STA1 switches the communication channel from CH1 to CH2 at time T2.

同様に、端末STA3について着目すると、当該端末STA3は、端末STA1及びSTA4に関する情報を用いて、同図(B)に示すような情報を得ることができ、時刻T1から時刻T2までの期間では、端末STA4との間で通信チャネルCH2を用いて通信を行なってもよいことを把握することができる。   Similarly, paying attention to the terminal STA3, the terminal STA3 can obtain information as shown in FIG. 5B by using information on the terminals STA1 and STA4. In the period from time T1 to time T2, It can be understood that communication may be performed with the terminal STA4 using the communication channel CH2.

このように、通信システムにおいては、各端末は、送信予定の通信チャネルでの周辺端末のビーコン信号の送受信時刻情報と、送信先の端末の他の通信チャネルでのビーコン信号の送受信時刻情報とに基づいて、送信先の端末が使用する通信チャネルの周波数を切り替える時刻を把握することにより、データを送信することができる最大の時間である最大送信可能時間を把握し、その後、データの送信を試みる。これにより、各端末は、得られた空き時刻まで、送信を試みることが可能となり、通信チャネルを最大限利用することが可能となる。   As described above, in the communication system, each terminal transmits and receives the beacon signal transmission / reception time information of the peripheral terminal on the communication channel scheduled to be transmitted and the beacon signal transmission / reception time information on the other communication channel of the transmission destination terminal. Based on this, by grasping the time at which the frequency of the communication channel used by the destination terminal is switched, it grasps the maximum transmittable time, which is the maximum time during which data can be transmitted, and then attempts to transmit data . Thereby, each terminal can try transmission until the obtained free time, and can use the communication channel to the maximum.

最後に、このようなデータの送受信を行なう通信システムにおいて、干渉チャネルを回避する対策について説明する。   Finally, a countermeasure for avoiding an interference channel in a communication system that transmits and receives such data will be described.

通信システムにおいては、誤りが多い場合や、信号の復調はできないが受信信号レベルが大きい場合などには、そのとき使用している通信チャネルに干渉があると考え、自端末及び他端末が使用する通信チャネルの周波数を変更する。   In a communication system, when there are many errors, or when the signal cannot be demodulated but the received signal level is high, the communication channel used at that time is considered to be interfered and used by its own terminal and other terminals. Change the frequency of the communication channel.

ここで、通信システムにおいては、同じ周波数帯域を使用する他システムの存在を以下のようにして検出する。   Here, in the communication system, the presence of another system using the same frequency band is detected as follows.

IEEE802.11方式などの無線LANで送受信されるパケットの先頭には、図2及び図3を参照しながら既に説明したように、プリアンブルが設けられる。本実施形態では、自システムで用いるプリアンブルを他システムで用いられるプリアンブルと共通とする。この場合、パケットの発生についてはプリアンブルによって検出することができたにもかかわらず、プリアンブル以降の情報が誤った場合には、各端末は、当該情報は他システムのパケットであったものと判断することができる。   As described above with reference to FIG. 2 and FIG. 3, a preamble is provided at the head of a packet transmitted / received in a wireless LAN such as the IEEE 802.11 system. In the present embodiment, the preamble used in the own system is shared with the preamble used in other systems. In this case, if the information after the preamble is incorrect although the occurrence of the packet can be detected by the preamble, each terminal determines that the information is a packet of another system. be able to.

各端末は、このようにして他システムのパケット発生回数を測定し、その頻度を検出する。   In this way, each terminal measures the number of packet occurrences of other systems and detects the frequency.

また、各通信チャネルでの受信時間は均等ではないことから、各端末は、例えば図16に示すように、他システムのパケット発生回数(データ誤り数)とともに、各通信チャネルでの受信時間(待ち受け時間)も併せて記録する。そして、各端末は、受信時間が所定時間を超過した場合には、そのときのデータ誤り数を通信チャネルの変更の判断に用いる有効値として用いる。なお、同図においては、待ち受け時間が“100”となったときに有効データ誤り数としている。   In addition, since the reception time in each communication channel is not uniform, each terminal, for example, as shown in FIG. 16, receives the reception time (standby in each communication channel) together with the packet generation count (data error count) of other systems. Time) is also recorded. Then, when the reception time exceeds a predetermined time, each terminal uses the number of data errors at that time as an effective value used for determining the change of the communication channel. In the figure, the number of valid data errors is set when the standby time is "100".

より具体的には、各端末は、図17に示す一連の工程を経ることにより、データ誤り数及び受信時間に基づいて、他システムの存在を検出する。   More specifically, each terminal detects the presence of another system based on the number of data errors and the reception time through a series of steps shown in FIG.

まず、各端末は、同図に示すように、ステップS21において、データ誤り数と、各通信チャネルでの受信時間をカウントし、ステップS22において、所定時間だけ受信したか否かを判定する。   First, as shown in the figure, each terminal counts the number of data errors and the reception time in each communication channel in step S21, and determines in step S22 whether or not it has been received for a predetermined time.

ここで、各端末は、所定時間だけ受信していないものと判定した場合には、ステップS21からの処理を繰り返す。一方、所定時間だけ受信したものと判定した場合には、ステップS23において、該当する通信チャネルでのデータ誤り数を有効値として更新して記録する。   Here, if each terminal determines that it has not received for a predetermined time, it repeats the processing from step S21. On the other hand, if it is determined that the data has been received for a predetermined time, the number of data errors in the corresponding communication channel is updated and recorded as an effective value in step S23.

そして、各端末は、ステップS24において、該当する通信チャネルでのデータ誤り数と受信時間とを記録するカウンタをリセットし、再度ステップS21からの処理を繰り返す。   In step S24, each terminal resets a counter that records the number of data errors and the reception time in the corresponding communication channel, and repeats the processing from step S21 again.

各端末は、このような一連の工程を経ることにより、データ誤り数及び受信時間について、同一測定時間での比較と、一定時間毎の更新とを行なうことができ、他システムの存在を検出することができる。   Through such a series of steps, each terminal can compare the number of data errors and the reception time at the same measurement time and update at regular intervals to detect the presence of other systems. be able to.

そして、各端末は、これら検出した他システムからの干渉も含めて何らかの干渉が大きいものと判断した場合には、使用している通信チャネルを変更する。   When each terminal determines that some kind of interference, including interference from other systems detected, is large, the terminal changes the communication channel being used.

ここで、干渉の検出が受信側で行なわれた場合には、当該受信端末は、干渉が生じている通信チャネルを使用してデータを送信してくる送信端末に対し、通信チャネルを変更するように要求メッセージを送信する。そして、送信端末は、この要求メッセージを受信すると、現在のビーコン信号の送信時刻及び通信チャネルの使用を中止し、図7を参照しながら既に説明したと同様のネットワークへの新規参入時における手順を踏むことにより、他の通信チャネルにビーコン信号の送信時刻を変更する。   Here, when interference is detected on the receiving side, the receiving terminal changes the communication channel to the transmitting terminal that transmits data using the communication channel in which the interference occurs. Send a request message to Then, when receiving the request message, the transmitting terminal stops using the current transmission time of the beacon signal and the communication channel, and performs the procedure at the time of new entry into the network similar to that already described with reference to FIG. By stepping on, the transmission time of the beacon signal is changed to another communication channel.

具体的には、通信システムにおいては、受信端末と送信端末との間で図18に示すような一連の工程を協調して行なうことにより、ビーコン信号の送信時刻及び使用する通信チャネルを変更する。   Specifically, in the communication system, the transmission time of the beacon signal and the communication channel to be used are changed by cooperatively performing a series of steps as shown in FIG. 18 between the reception terminal and the transmission terminal.

まず、受信端末は、同図に示すように、ステップS31において、データ誤り数が所定の閾値を超えているか否かを判定することにより、干渉が生じているか否かを判定する。   First, as shown in the figure, the receiving terminal determines whether or not interference has occurred by determining whether or not the number of data errors exceeds a predetermined threshold in step S31.

ここで、受信端末は、干渉が生じていないものと判定した場合には、測定を継続する。一方、干渉が生じているものと判定した場合には、上述した要求メッセージを送信端末に対して送信する。   Here, if it is determined that no interference has occurred, the receiving terminal continues the measurement. On the other hand, if it is determined that interference has occurred, the request message described above is transmitted to the transmitting terminal.

これに応じて、送信端末は、要求メッセージを受信すると、ステップS32において、ビーコン信号を送信することが可能な空き送信時刻と通信チャネルとを選択する。この処理は、先に図7に示した処理手順に従って行なえばよい。   In response to this, when receiving the request message, the transmitting terminal selects a free transmission time and a communication channel capable of transmitting the beacon signal in step S32. This processing may be performed according to the processing procedure shown in FIG.

続いて、送信端末は、選択された通信チャネルが、ステップS33において、現在使用している通信チャネルと同じ通信チャネルであるか否かを判定する。   Subsequently, the transmitting terminal determines whether or not the selected communication channel is the same communication channel as the currently used communication channel in step S33.

ここで、送信端末は、選択された通信チャネルが同じ通信チャネルでないものと判定した場合には、ビーコン信号の送信時刻及び使用する通信チャネルを変更し、受信端末からの要求メッセージがあるまで、変更した送信時刻及び通信チャネルを使用した通信を継続する。   Here, if the transmitting terminal determines that the selected communication channel is not the same communication channel, the transmitting terminal changes the beacon signal transmission time and the communication channel to be used, and changes until there is a request message from the receiving terminal. The communication using the transmitted time and communication channel is continued.

一方、送信端末は、選択された通信チャネルが同じ通信チャネルであるものと判定した場合には、ステップS34において、選択された送信時刻のビーコン信号を除外してビーコン信号の送信時刻及び使用する通信チャネルを変更せず、再度ステップS32へと移行し、新たな送信時刻と通信チャネルとを選択する。   On the other hand, if the transmitting terminal determines that the selected communication channel is the same communication channel, in step S34 the beacon signal at the selected transmission time is excluded and the beacon signal transmission time and the communication to be used are excluded. Without changing the channel, the process proceeds to step S32 again to select a new transmission time and communication channel.

通信システムにおいては、受信端末が干渉を検出した場合には、当該受信端末と送信端末との間でこのような一連の工程を行なうことにより、ビーコン信号の送信時刻及び使用する通信チャネルを変更し、干渉を回避することができる。   In the communication system, when the receiving terminal detects interference, the transmission time of the beacon signal and the communication channel to be used are changed by performing such a series of steps between the receiving terminal and the transmitting terminal. Interference can be avoided.

なお、通信システムにおいては、このような方式とは別に、送信側で干渉の検出を行なうことも考えられる。この場合、送信端末は、受信端末からの応答の有無に基づいて、通信チャネルを変更する。   In a communication system, it is conceivable to detect interference on the transmission side separately from such a method. In this case, the transmitting terminal changes the communication channel based on the presence / absence of a response from the receiving terminal.

IEEE802.11方式などの無線LANにおいては、いわゆる隠れ端末問題を解決するために、いわゆるRTS(Request To Send)信号及びCTS(Clear To Send)信号を用いた制御が存在し、また、データを受信した端末はACK(Acknowledgement)信号を返信する。すなわち、IEEE802.11方式などの無線LANにおいては、RTS信号やデータを送信するのに応じて、CTS信号やACK信号による応答がある。   In a wireless LAN such as the IEEE 802.11 system, there is a control using a so-called RTS (Request To Send) signal and a CTS (Clear To Send) signal in order to solve the so-called hidden terminal problem, and data reception is also performed. The received terminal returns an ACK (Acknowledgement) signal. That is, in a wireless LAN such as the IEEE 802.11 system, there is a response using a CTS signal or an ACK signal in response to transmission of an RTS signal or data.

しかしながら、IEEE802.11方式等の無線LANにおいては、使用する通信チャネルに干渉があり、通信品質が悪い場合には、これらの応答が送信側に到達しない事態を生じる。   However, in wireless LANs such as the IEEE802.11 scheme, when there is interference in the communication channel to be used and the communication quality is poor, a situation occurs in which these responses do not reach the transmission side.

そこで、送信端末は、このような応答がない回数を測定し、その頻度を検出する。そして、送信端末は、その頻度が所定値を超過した場合には、図7を参照しながら既に説明したと同様のネットワークへの新規参入時における手順を踏むことにより、ビーコン信号の送信時刻及び使用する通信チャネルを変更する。   Therefore, the transmitting terminal measures the number of times such a response is not received and detects the frequency. Then, when the frequency exceeds a predetermined value, the transmitting terminal performs the procedure for transmitting the beacon signal and using it by following the same procedure for new entry into the network as already described with reference to FIG. Change the communication channel.

このように、送信端末が干渉を検出した場合にも、ビーコン信号の送信時刻及び使用する通信チャネルを変更し、干渉を回避することができる。   As described above, even when the transmission terminal detects interference, the transmission time of the beacon signal and the communication channel to be used can be changed to avoid the interference.

以上説明したように、本発明の実施の形態として示した通信システムは、複数の端末が自律分散制御的に動作する際に、各端末が、ビーコン信号の送受信時刻に関する時刻情報と使用する通信チャネルに関する通信チャネル情報とを保有し、これら情報に基づいて、ビーコン信号を所定の時間間隔で定期的に送信することにより、キャリア・センスによるアクセス制御を行ないつつ、複数の通信チャネルを同時に使用することができ、低コストの下に、通信容量を極めて増大させることができるネットワークの構築を容易に行なうことができる。   As described above, in the communication system shown as the embodiment of the present invention, when a plurality of terminals operate in an autonomous distributed control manner, each terminal uses a communication channel to be used with time information related to transmission / reception times of beacon signals. The communication channel information is stored and the beacon signal is periodically transmitted at a predetermined time interval based on the information, so that multiple communication channels can be used simultaneously while performing access control by carrier sense. Therefore, it is possible to easily construct a network that can greatly increase the communication capacity at low cost.

このとき、ビーコン信号には、当該ビーコン信号を送信する端末が把握している時刻情報及び周波数情報が記述されている。そして、新規参入端末が、他端末から受信したビーコン信号に記述されている時刻情報及び周波数情報に基づいて、受信可能なビーコン信号の時刻情報と、当該ビーコン信号が送信される通信チャネルとを把握することから、他端末の状況を適切に把握することができる。   At this time, the beacon signal describes time information and frequency information known by the terminal that transmits the beacon signal. Then, based on the time information and frequency information described in the beacon signal received from the other terminal, the new entry terminal grasps the time information of the receivable beacon signal and the communication channel through which the beacon signal is transmitted. Therefore, it is possible to appropriately grasp the status of other terminals.

そして、この通信システムにおいては、新規参入端末が、把握した時刻情報及び通信チャネル情報に基づいて、自己が送信するビーコン信号の送信時刻と使用する通信チャネルの周波数とを決定することにより、他端末がビーコン信号を受信している時刻及び通信チャネルで、ビーコン信号を送信してしまう事態を回避することができる。   In this communication system, a new entry terminal determines the transmission time of the beacon signal transmitted by itself and the frequency of the communication channel to be used based on the grasped time information and communication channel information. Can avoid a situation in which the beacon signal is transmitted at the time when the beacon signal is received and the communication channel.

また、この通信システムにおいては、新規参入端末が、他端末から受信したビーコン信号に記述されている時刻情報及び周波数情報をすべて重ね合わせて作成した周辺局使用時間帯情報に基づいて、ビーコン信号が送受信される間隔が最大である時刻を、自己がビーコン信号を送信する送信時刻として選択するとともに、作成した周辺局使用時間帯情報を通信チャネル毎の周辺局使用時間帯情報に分割し、選択したビーコン信号の送信時刻を通信チャネル毎に評価し、ビーコン信号が送受信される間隔が最大である通信チャネルを、自己がビーコン信号を送信する通信チャネルとして選択することにより、各端末によるビーコン信号の送受信をできる限り分散させることができ、次回のビーコン信号までの時間を互いに最大化することができる。したがって、この通信システムにおいては、各端末に対して通信時間を公平に分割することができ、最も通信容量が大きくなる通信チャネルを割り当てることが可能となる。 Further, in this communication system, a new beaconing terminal generates a beacon signal based on peripheral station usage time zone information created by superimposing all time information and frequency information described in a beacon signal received from another terminal. the time interval that is transmitted and received is the largest, self splits with selected as the transmission time for transmitting a beacon signal, the peripheral stations use time period information created around station use time zone information for each communication channel, selected Beacon signal transmission time is evaluated for each communication channel, and each terminal transmits and receives beacon signals by selecting the communication channel with the maximum interval for transmitting and receiving beacon signals as the communication channel for transmitting beacon signals. Can be dispersed as much as possible, and the time until the next beacon signal can be maximized to each other. . Therefore, in this communication system, it is possible to divide the communication time fairly for each terminal, and to allocate a communication channel with the largest communication capacity.

さらに、この通信システムにおいては、各端末が送信予定の通信チャネルでの他端末のビーコン信号の送受信時刻に関する時刻情報と、送信先の端末の他の通信チャネルでのビーコン信号の送受信時刻に関する時刻情報とに基づいて、データを送信することができる最大の時間である最大送信可能時間を把握した後、データの送信を試みることから、送信予定の通信チャネルの空き時間を適切に把握することができ、空き時刻まで送信を試みることが可能となり、通信チャネルを最大限利用することが可能となる。   Further, in this communication system, time information related to the transmission / reception time of the beacon signal of the other terminal in the communication channel scheduled for transmission by each terminal, and time information related to the transmission / reception time of the beacon signal in the other communication channel of the destination terminal Based on the above, it is possible to grasp the free time of the communication channel that is scheduled to be transmitted because it tries to send data after grasping the maximum transmission time that is the maximum time that data can be transmitted. Therefore, it is possible to try transmission until a vacant time, and the communication channel can be used to the maximum extent.

さらにまた、この通信システムにおいては、送受信するパケットに設けられるプリアンブルを他システムで用いられるプリアンブルと共通とし、各端末が、プリアンブル以降の情報が誤ることで他システムのパケットが発生したことを検出し、他システムのパケットの発生の頻度に基づいて、使用している通信チャネルを変更することにより、他システムからの干渉を検出することができ、干渉の少ない他の通信チャネルへ回避することができる。したがって、この通信システムにおいては、データの衝突が少なくなり、スループットの向上を図ることが可能となる。   Furthermore, in this communication system, a preamble provided in a packet to be transmitted / received is shared with a preamble used in another system, and each terminal detects that a packet of the other system is generated due to an error in information after the preamble. By changing the communication channel used based on the frequency of occurrence of packets in other systems, it is possible to detect interference from other systems and avoid other communication channels with less interference . Therefore, in this communication system, data collision is reduced and throughput can be improved.

また、この通信システムにおいては、各端末が、他システムのパケットの発生の頻度とともに、各通信チャネルでの受信時間も併せて記録し、受信時間が所定時間を超過した場合には、そのときの誤り数を通信チャネルの変更の判断に用いる有効値として更新することにより、他システムの干渉状況を通信チャネル間で公平に比較することが可能となり、通信チャネルの変更の判断に用いる材料の更新を継続して行なうことから、干渉状況の変化を適切に考慮することが可能となる。   Also, in this communication system, each terminal records the reception time in each communication channel together with the frequency of occurrence of packets of other systems, and when the reception time exceeds a predetermined time, By updating the number of errors as an effective value used to determine the change of the communication channel, it becomes possible to compare the interference status of other systems fairly between the communication channels, and update the material used to determine the change of the communication channel. Since it is continuously performed, it is possible to appropriately consider changes in the interference state.

さらに、この通信システムにおいては、受信側で干渉を検出した場合には、干渉が生じている通信チャネルを使用してデータを送信してくる送信端末に対して、ビーコン信号の送信時刻及び使用する通信チャネルの変更を要求することができ、受信状況の悪い通信チャネルの使用を避け、より良好な通信チャネルに適切に変更することができる。   Furthermore, in this communication system, when interference is detected on the receiving side, the transmission time of the beacon signal and the transmission terminal that uses the communication channel in which the interference has occurred are transmitted to the transmitting terminal. It is possible to request a change in the communication channel, avoid using a communication channel with a poor reception condition, and appropriately change to a better communication channel.

さらにまた、この通信システムにおいては、送信側で干渉を検出した場合には、データを受信する受信端末からの応答がない回数を測定し、その頻度が所定値を超過した場合には、ビーコン信号の送信時刻及び使用する通信チャネルを変更することにより、送信側で送信先の受信状況の劣化を認識することができ、自己の判断で自発的に通信チャネルを適切に変更することができる。   Furthermore, in this communication system, when interference is detected on the transmission side, the number of times of no response from the receiving terminal receiving data is measured, and when the frequency exceeds a predetermined value, a beacon signal is measured. By changing the transmission time and the communication channel to be used, it is possible to recognize the deterioration of the reception status of the transmission destination on the transmission side, and it is possible to change the communication channel appropriately on its own judgment.

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。   The present invention has been described in detail above with reference to specific embodiments. However, it is obvious that those skilled in the art can make modifications and substitutions of the embodiment without departing from the gist of the present invention.

また、上述した実施の形態では、IEEE802.11方式に類似する無線LANに適用した場合について説明したが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、自律分散制御方式を採用する無線通信システムであれば、いかなるものであっても同様本発明を適用することができる。 In the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to a wireless LAN similar to the IEEE 802.11 system has been described. However, the gist of the present invention is not limited to this, and wireless communication adopting an autonomous distributed control system. if the system, be any one can be applied the present invention as well.

また、本明細書では、自律分散型の無線ネットワークにおいて、各通信局が他の通信局からの送信信号の検出に応じて衝突を回避しながらメディアへのアクセス制御を行なう場合、並びに予約通信又は優先通信によりメディア・アクセスを行なう場合を主な実施形態として説明してきたが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、これら以外のメディア・アクセス方式を採用する通信システムにおいても同様に本発明を適用することができる。   Further, in the present specification, in an autonomous distributed wireless network, each communication station performs access control to a medium while avoiding a collision according to detection of a transmission signal from another communication station, and reservation communication or Although the case where media access is performed by priority communication has been described as the main embodiment, the gist of the present invention is not limited to this, and the same applies to communication systems employing other media access methods. The present invention can be applied.

また、本明細書では、自律分散型の無線ネットワークに本発明を適用した実施形態を中心に説明してきたが、勿論、自律分散以外の形態のネットワークであっても、本発明を同様に適用することができる。 Further, in the present specification, the embodiment in which the present invention is applied to an autonomous distributed wireless network has been mainly described. Of course, the present invention is similarly applied to a network other than an autonomous distributed network. be able to.

要するに、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。   In short, the present invention has been disclosed in the form of exemplification, and the description of the present specification should not be interpreted in a limited manner. In order to determine the gist of the present invention, the claims section described at the beginning should be considered.

図1は、本発明の実施の形態として示す通信システムが備える端末の構成を説明するブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a terminal included in a communication system shown as an embodiment of the present invention. 図2は、同通信システムにて送受信されるパケットのフォーマットを説明する図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a format of a packet transmitted and received in the communication system. 図3は、同通信システムにて送受信されるビーコン信号のフォーマットを説明する図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the format of a beacon signal transmitted and received in the communication system. 図4は、ビーコン信号を送信した各端末に割り当てられる優先期間を説明する図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a priority period assigned to each terminal that has transmitted a beacon signal. 図5は、複数の端末から順次ビーコン信号が送信され、優先期間が割り当てられる様子を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a state in which beacon signals are sequentially transmitted from a plurality of terminals and a priority period is assigned. 図6は、ビーコン信号の内容を説明する図であって、同図(A)は、各端末が把握した受信可能なビーコン信号の送受信時刻に関する相対時刻情報と、当該ビーコン信号が送信される通信チャネルの周波数情報との一例を示し、同図(B)は、ビーコン信号におけるNBOIフィールドに記述する情報として各端末が保有する内容の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram for explaining the contents of the beacon signal. FIG. 6A shows the relative time information regarding the transmission / reception time of the receivable beacon signal grasped by each terminal and the communication in which the beacon signal is transmitted. An example of channel frequency information is shown, and FIG. 5B is a diagram showing an example of contents held by each terminal as information described in an NBOI field in a beacon signal. 図7は、新規参入端末が、自己が送信するビーコン信号の送信時刻と使用する通信チャネルを決定する際の一連の工程を説明するフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart for explaining a series of steps when a new entry terminal determines a transmission time of a beacon signal transmitted by itself and a communication channel to be used. 図8は、他端末からのビーコン信号に基づいて新規参入端末が作成した周辺局使用時間帯情報の一例を示す図であって、同図(A)は、他端末が把握しているビーコン信号を送受信する相対時刻情報と、通信チャネルの周波数情報とをすべて重ね合わせて作成した論理和からなる周辺局使用時間帯情報の一例を示し、同図(B)は、同図(A)に示す周辺局使用時間帯情報に基づいて、ビーコン信号が送受信される間隔が最大である位置を選択した様子を示し、同図(C)は、同図(A)に示す周辺局使用時間帯情報を通信チャネル毎に分割し、ビーコン信号が送受信される間隔が最大である通信チャネルを選択した様子を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating an example of peripheral station usage time zone information created by a new entry terminal based on a beacon signal from another terminal. FIG. 8A illustrates a beacon signal that is understood by the other terminal. 1 shows an example of peripheral station use time zone information consisting of logical sum created by superimposing all the relative time information for transmitting and receiving and the frequency information of the communication channel, and FIG. Based on the peripheral station use time zone information, the position where the interval at which the beacon signal is transmitted and received is selected is shown. FIG. 10C shows the peripheral station use time zone information shown in FIG. It is a figure which shows a mode that it divided | segmented for every communication channel and selected the communication channel with the largest space | interval which a beacon signal is transmitted / received. 図9は、マルチホップ・リンクの構成例を示した図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of a multi-hop link. 図10は、通信局Sta1が、隣接端末a、b、cから受信したビーコン信号に記載されているNBOIに基づいて予約通信を行なう時間帯を探索するための動作手順を説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining an operation procedure for the communication station Sta1 to search for a time zone in which reserved communication is performed based on the NBOI described in the beacon signal received from the adjacent terminals a, b, and c. is there. 図11は、通信局が予約通信を行なうことが許容されている場合において、新規参入端末が、自己が送信するビーコン信号の送信時刻と使用する通信チャネルを決定する際の一連の工程を示したフローチャートである。FIG. 11 shows a series of steps when a new entry terminal determines a transmission time of a beacon signal transmitted by itself and a communication channel to be used when a communication station is allowed to perform reserved communication. It is a flowchart. 図12は、同通信システムの具体例として、互いに隣接する端末まで電波が到達するように構成された4つの端末が存在する状況を説明する図である。FIG. 12 is a diagram illustrating a situation in which there are four terminals configured to allow radio waves to reach adjacent terminals as a specific example of the communication system. 図13は、図12に示す状況下で、各端末が、ビーコン信号とデータとの送受信を行なう様子を説明するタイミングチャートである。FIG. 13 is a timing chart for explaining how each terminal transmits and receives beacon signals and data under the situation shown in FIG. 図14は、図12に示す各端末が把握しているビーコン信号の送受信時刻情報及び通信チャネルの周波数情報の一例を示す図であって、同図(A)は、端末STA2が把握している情報の一例を示し、同図(B)は、端末STA1が把握している情報の一例を示し、同図(C)は、端末STA3が把握している情報の一例を示し、同図(D)は、端末STA4が把握している情報の一例を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing an example of beacon signal transmission / reception time information and communication channel frequency information known by each terminal shown in FIG. 12, and FIG. 14 (A) is understood by the terminal STA2. An example of the information is shown, FIG. 5B shows an example of the information grasped by the terminal STA1, FIG. 8C shows an example of the information grasped by the terminal STA3, and FIG. ) Is a diagram illustrating an example of information grasped by the terminal STA4. 図15は、図12に示す端末STA2、STA3が、ネットワークへの新規参入時に取得した他端末に関するビーコン信号の時刻情報及び通信チャネル情報から、自己が使用する通信チャネルの情報を取り出して論理和をとり、さらに、送信先の端末STA1の他の通信チャネルでの時刻情報についても論理和をとった結果得られた情報の一例を示す図であり、同図(A)は、端末STA2が得た情報の一例を示し、同図(B)は、端末STA3が得た情報の一例を示す図である。FIG. 15 shows the logical sum of the information on the communication channel used by the terminals STA2 and STA3 shown in FIG. 12 from the time information and communication channel information of the beacon signal acquired when newly entering the network. Furthermore, it is a figure which shows an example of the information obtained as a result of ORing also about the time information in the other communication channel of the terminal STA1 of the transmission destination, and the same figure (A) is obtained by the terminal STA2. An example of information is shown, and FIG. 5B is a diagram showing an example of information obtained by the terminal STA3. 図16は、各端末が他システムの存在を検出するために、他システムのパケット発生回数(データ誤り数)と、各通信チャネルでの受信時間とを記録する様子を説明する図である。FIG. 16 is a diagram for explaining how each terminal records the number of packet generations (number of data errors) in other systems and the reception time in each communication channel in order to detect the presence of other systems. 図17は、各端末が、データ誤り数及び受信時間に基づいて、他システムの存在を検出する際の一連の工程を説明するフローチャートである。FIG. 17 is a flowchart for explaining a series of steps when each terminal detects the presence of another system based on the number of data errors and the reception time. 図18は、干渉の検出を受信端末が行なった場合において、ビーコン信号の送信時刻及び使用する通信チャネルを変更する際の一連の工程を説明するフローチャートである。FIG. 18 is a flowchart for explaining a series of steps when changing the transmission time of the beacon signal and the communication channel to be used when the reception terminal detects interference. 図19は、IEEE802.11方式の無線LANのインフラストラクチャ・モード時における構成例と、ビーコン信号が送信される様子とを説明する図である。FIG. 19 is a diagram illustrating a configuration example in the infrastructure mode of an IEEE 802.11 wireless LAN and a state in which a beacon signal is transmitted. 図20は、IEEE802.11方式の無線LANのアドホック・モード時における構成例と、ビーコン信号が送信される様子とを説明する図である。FIG. 20 is a diagram for explaining a configuration example in an ad hoc mode of a wireless LAN of the IEEE 802.11 system and a state in which a beacon signal is transmitted. 図21は、IEEE802.11方式の無線LANのアドホック・モード時における複数の端末間での信号の送受信手順の様子を説明する図である。FIG. 21 is a diagram for explaining a state of a signal transmission / reception procedure between a plurality of terminals in an ad hoc mode of an IEEE 802.11 wireless LAN.

符号の説明Explanation of symbols

11…アンテナ
12…共用器
13…受信処理部
14…送信処理部
15…ベースバンド部
16…インターフェース部
17…MAC部
18…DLC部
STA0,STA1,STA2,STA3,STA4…端末
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Antenna 12 ... Duplexer 13 ... Reception processing part 14 ... Transmission processing part 15 ... Baseband part 16 ... Interface part 17 ... MAC part 18 ... DLC part STA0, STA1, STA2, STA3, STA4 ... Terminal

Claims (19)

複数の通信局がそれぞれ自律分散制御的に動作し、複数の通信チャネルを利用してネットワークを形成する通信システムであって、
各通信局はそれぞれ、少なくともビーコン信号の送受信時刻に関する時刻情報と、使用する通信チャネルに関する通信チャネル情報とを管理し、
ビーコン信号又はデータの送信を試みようとする送信通信局は、前記時刻情報及び前記通信チャネル情報に基づいて使用する通信チャネルを切り替え、ビーコン信号又はデータの送信
ビーコン信号又はデータの受信を試みようとする受信通信局は、前記時刻情報及び前記通信チャネル情報に基づいて使用する通信チャネルを切り替え、ビーコン信号又はデータを受信する、
ことを特徴とする通信システム。
A communication system in which a plurality of communication stations operate in an autonomous distributed control manner and form a network using a plurality of communication channels,
Each communication station manages at least time information related to the transmission / reception time of the beacon signal and communication channel information related to the communication channel to be used,
Transmitting communication station attempting to transmit the beacon signals or data, switches the communication channel to use based on the time information and the communication channel information, and transmission of a beacon signal or data,
A receiving communication station trying to receive a beacon signal or data switches a communication channel to be used based on the time information and the communication channel information, and receives a beacon signal or data.
A communication system characterized by the above.
複数の通信局がそれぞれ自律分散制御的に動作し、複数の通信チャネルを利用してネットワークを形成する通信方法であって、A communication method in which a plurality of communication stations operate in an autonomous distributed control manner and form a network using a plurality of communication channels,
各通信局はそれぞれ、少なくともビーコン信号の送受信時刻に関する時刻情報と、使用する通信チャネルに関する通信チャネル情報とを管理し、Each communication station manages at least time information related to transmission / reception times of beacon signals and communication channel information related to communication channels to be used,
ビーコン信号又はデータの送信を試みようとする送信通信局は、前記時刻情報及び前記通信チャネル情報に基づいて使用する通信チャネルを切り替え、ビーコン信号又はデータの送信し、A transmission communication station that tries to transmit a beacon signal or data switches a communication channel to be used based on the time information and the communication channel information, transmits a beacon signal or data,
ビーコン信号又はデータの受信を試みようとする受信通信局は、前記時刻情報及び前記通信チャネル情報に基づいて使用する通信チャネルを切り替え、ビーコン信号又はデータを受信する、A receiving communication station trying to receive a beacon signal or data switches a communication channel to be used based on the time information and the communication channel information, and receives a beacon signal or data.
ことを特徴とする通信方法。A communication method characterized by the above.
通信局は、使用する通信チャネルにおいて予約通信又は優先通信が可能であり、予約通信又は優先通信における送受信時刻を前記時刻情報として管理する、The communication station is capable of reservation communication or priority communication in a communication channel to be used, and manages transmission / reception time in reservation communication or priority communication as the time information.
ことを特徴とする請求項2に記載の通信方法。The communication method according to claim 2.
複数の通信チャネルが用意された通信環境下で自律分散的にネットワーク動作を行なう通信装置であって、A communication device that performs network operation autonomously and distributedly in a communication environment in which a plurality of communication channels are prepared,
通信チャネル上で無線データを送受信する通信手段と、A communication means for transmitting and receiving wireless data over a communication channel;
利用する通信チャネルを設定し、前記通信手段におけるデータ送受信を制御する通信制御手段と、Communication control means for setting a communication channel to be used and controlling data transmission / reception in the communication means;
ビーコン信号を生成するビーコン生成手段と、Beacon generating means for generating a beacon signal;
周辺局から受信したビーコン信号を解析するビーコン解析手段を備え、Beacon analysis means for analyzing beacon signals received from peripheral stations,
前記通信制御手段は、The communication control means includes
少なくともビーコン信号の送受信時刻に関する時刻情報と、使用する通信チャネルに関する通信チャネル情報とを管理し、Manage at least time information related to the transmission / reception time of the beacon signal and communication channel information related to the communication channel to be used,
ビーコン信号又はデータの送信時には、前記時刻情報及び前記通信チャネル情報に基づいて使用する通信チャネルを切り替え、ビーコン信号又はデータの送信を試み、When transmitting a beacon signal or data, switch the communication channel to be used based on the time information and the communication channel information, try to transmit a beacon signal or data,
ビーコン信号又はデータの受信時には、前記時刻情報及び前記通信チャネル情報に基づいて使用する通信チャネルを切り替え、ビーコン信号又はデータを受信する、Upon reception of a beacon signal or data, the communication channel to be used is switched based on the time information and the communication channel information, and a beacon signal or data is received.
ことを特徴とする通信装置。A communication device.
使用する通信チャネルにおいて予約通信又は優先通信が可能であり、Reservation communication or priority communication is possible in the communication channel used,
前記通信制御手段は、予約通信又は優先通信における送受信時刻を前記時刻情報として管理する、The communication control means manages transmission / reception time in reservation communication or priority communication as the time information.
ことを特徴とする請求項4に記載の通信装置。The communication apparatus according to claim 4.
前記ビーコン生成手段は、前記時刻情報及び前記通信チャネル情報をビーコン信号に記載し、The beacon generating means describes the time information and the communication channel information in a beacon signal,
前記通信制御手段は、他の通信局から受信したビーコン信号に記載されている前記時刻情報及び前記通信チャネル情報に基づいて、他の通信局が通信を行なっている時刻及び通信チャネルを把握する、The communication control means, based on the time information and the communication channel information described in the beacon signal received from another communication station, grasps the time and communication channel at which the other communication station is communicating,
ことを特徴とする請求項4に記載の通信装置。The communication apparatus according to claim 4.
前記通信制御手段は、前記の把握した他の通信局が通信を行なっている時刻及び通信チャネルに基づいて、当該通信装置がビーコン信号を送信する時刻、データ通信を行なう時刻、使用する通信チャネルを決定する、The communication control means determines the time at which the communication device transmits a beacon signal, the time at which data communication is performed, and the communication channel to be used based on the time and communication channel at which the other communication station grasps the communication. decide,
ことを特徴とする請求項6に記載の通信装置。The communication apparatus according to claim 6.
前記通信制御手段は、前記ネットワークに新規参入したときに、When the communication control means newly enters the network,
他の通信局から受信したビーコン信号に記載されている前記時刻情報及び前記通信チャネル情報を重ね合わせて、他の通信局において既に使用されている時間帯に関する周辺局使用時間帯情報を作成し、Superimposing the time information and the communication channel information described in the beacon signal received from another communication station to create the peripheral station use time zone information related to the time zone already used in the other communication station,
該使用時間帯情報に基づいて、当該通信装置のビーコン信号の送信時刻及びビーコン信号の送信に使用する通信チャネルを決定する、Based on the use time zone information, determine the transmission time of the beacon signal of the communication device and the communication channel used for transmission of the beacon signal.
ことを特徴とする請求項6に記載の通信装置。The communication apparatus according to claim 6.
前記通信制御手段は、前記ネットワークに新規参入したときに、前記周辺局使用時間帯情報に基づいて、他の通信局におけるビーコン信号の送受信時刻との間隔が最大となる時刻を当該通信装置のビーコン信号の送信時刻として決定する、When the communication control unit newly enters the network, based on the peripheral station usage time zone information, the communication control means determines the time at which the interval with the beacon signal transmission / reception time at the other communication station is maximized. Determine as signal transmission time,
ことを特徴とする請求項8に記載の通信装置。The communication apparatus according to claim 8.
前記通信制御手段は、前記ネットワークに新規参入したときに、When the communication control means newly enters the network,
前記周辺局使用時間帯情報を通信チャネル毎の周辺局使用時間帯情報に分割し、The peripheral station use time zone information is divided into peripheral station use time zone information for each communication channel,
他の通信局におけるビーコン信号の送受信時刻との間隔が最大となる時刻を通信チャネル毎に評価し、ビーコン信号が送受信される間隔が最大となる通信チャネルを当該通信装置のビーコン信号を送信する通信チャネルとして決定する、Communication that evaluates the time at which the interval with the beacon signal transmission / reception time at the other communication station is maximum for each communication channel, and transmits the beacon signal of the communication device through the communication channel with the maximum interval at which the beacon signal is transmitted / received Decide as a channel,
ことを特徴とする請求項9に記載の通信装置。The communication apparatus according to claim 9.
前記通信制御手段は、前記の把握した他の通信局が通信を行なっている時刻及び通信チャネルに基づいて、当該通信装置が予約通信又は優先通信を行なう時刻、並びに予約通信又は優先通信に使用する通信チャネルを決定する、The communication control means is used for the reservation communication or priority communication, and the reservation communication or priority communication based on the communication time and the communication channel of the other communication stations that have been grasped. Determine the communication channel,
ことを特徴とする請求項6に記載の通信装置。The communication apparatus according to claim 6.
前記通信制御手段は、特定の通信相手とデータ通信を行なおうとするときに、When the communication control means tries to perform data communication with a specific communication partner,
他の通信局から受信したビーコン信号に記載されている前記時刻情報及び前記通信チャネル情報を通信チャネル毎に重ね合わせて、通信チャネル毎の周辺局使用時間帯情報を作成し、Superimposing the time information and the communication channel information described in the beacon signal received from another communication station for each communication channel, creating peripheral station use time zone information for each communication channel,
前記通信相手のすべての通信チャネルにおける時刻情報を前記の通信チャネル毎の周辺局使用時間帯情報に重ね合わせて、前記通信相手との通信に利用可能な時間帯に関する利用可能時間帯情報を通信チャネル毎に求め、The time information on all communication channels of the communication partner is superimposed on the peripheral station use time zone information for each communication channel, and the available time zone information relating to the time zone available for communication with the communication partner is set to the communication channel. Every time,
前記の通信チャネル毎の利用可能時間帯情報に基づいて、前記通信相手との通信に使用する通信チャネル及び通信を行なう時間帯を決定する、Based on the available time zone information for each communication channel, a communication channel used for communication with the communication partner and a time zone for performing communication are determined.
ことを特徴とする請求項11に記載の通信装置。The communication device according to claim 11.
前記通信制御手段は、送信予定の通信チャネルにおいて、他の通信局のビーコン信号の送受信時刻に関する時刻情報と、送信先の通信局の他の通信チャネルでのビーコン信号の送受信時刻に関する時刻情報に基づいて、データを送信することができる最大の時間である最大送信可能時間を把握した後にデータの送信を試みる、The communication control means is based on time information relating to transmission / reception times of beacon signals of other communication stations and time information relating to transmission / reception times of beacon signals in other communication channels of transmission destinations in communication channels scheduled to be transmitted. Trying to send data after knowing the maximum available time, which is the maximum time that data can be sent,
ことを特徴とする請求項6に記載の通信装置。The communication apparatus according to claim 6.
前記通信環境下では複数の通信システムが存在し、各通信システムでは、各通信局は他の通信システムと共通のプリアンブル信号を付加したパケットを送信しており、In the communication environment, there are a plurality of communication systems, and in each communication system, each communication station transmits a packet with a preamble signal common to other communication systems,
前記通信手段は、各通信システムにおいて通信局は共通のプリアンブルを設けたパケットを送信し、The communication means, in each communication system, the communication station transmits a packet provided with a common preamble,
前記通信制御手段は、受信したパケットのプリアンブル以降の情報が誤ることで他システムからのパケットが発生したことを検出し、他システムからのパケットの発生頻度に基づいて使用している通信チャネルを変更する、The communication control means detects that a packet from another system has occurred due to an error in the information after the preamble of the received packet, and changes the communication channel used based on the frequency of occurrence of the packet from the other system. To
ことを特徴とする請求項4に記載の通信装置。The communication apparatus according to claim 4.
前記通信制御手段は、他システムからのパケットの発生頻度とともに、各通信チャネルでの受信時間を併せて記録し、受信時間が所定時間を超えたときの誤り数を通信チャネルの変更の判断に用いる有効値とする、The communication control means records the reception time of each communication channel together with the frequency of occurrence of packets from other systems, and uses the number of errors when the reception time exceeds a predetermined time to determine the change of the communication channel. Valid value
ことを特徴とする請求項14に記載の通信装置。The communication device according to claim 14.
前記通信制御手段は、データを受信するときに干渉を検出した場合、干渉が生じている通信チャネルを使用してデータを送信する通信局に対し、ビーコン信号の送信時刻及び使用する通信チャネルの変更を要求する、When the communication control unit detects interference when receiving data, the communication control unit that transmits data using the communication channel in which the interference has occurred changes the transmission time of the beacon signal and the communication channel to be used. Request,
ことを特徴とする請求項4に記載の通信装置。The communication apparatus according to claim 4.
前記通信制御手段は、データを送信するときに干渉を検出した場合、データ送信先の通信局からの応答がない回数を測定し、応答がない頻度が所定値を超えたことに応答して、ビーコン信号の送信時刻及び使用する通信チャネルの変更を要求する、The communication control means, when detecting interference when transmitting data, measures the number of times there is no response from the data transmission destination communication station, in response to the frequency of no response exceeding a predetermined value, Request the change of the beacon signal transmission time and the communication channel to be used.
ことを特徴とする請求項4に記載の通信装置。The communication apparatus according to claim 4.
複数の通信チャネルが用意された通信環境下で自律分散的なネットワーク動作を行なうための通信制御方法であって、A communication control method for performing autonomous distributed network operation in a communication environment in which a plurality of communication channels are prepared,
ビーコン信号を生成するビーコン生成ステップと、A beacon generating step for generating a beacon signal;
周辺局から受信したビーコン信号を解析するビーコン解析ステップと、A beacon analysis step for analyzing a beacon signal received from a peripheral station;
少なくともビーコン信号の送受信時刻に関する時刻情報と、使用する通信チャネルに関する通信チャネル情報とを管理するステップと、Managing at least time information related to transmission / reception times of beacon signals and communication channel information related to communication channels to be used;
ビーコン信号又はデータの送信時において、前記時刻情報及び前記通信チャネル情報に基づいて使用する通信チャネルを切り替え、ビーコン信号又はデータの送信を試みるステップと、At the time of transmitting a beacon signal or data, switching a communication channel to be used based on the time information and the communication channel information, and attempting to transmit a beacon signal or data;
ビーコン信号又はデータの受信時において、前記時刻情報及び前記通信チャネル情報に基づいて使用する通信チャネルを切り替え、ビーコン信号又はデータを受信するステップと、When receiving a beacon signal or data, switching a communication channel to be used based on the time information and the communication channel information, and receiving a beacon signal or data;
を具備することを特徴とする通信制御方法。A communication control method comprising:
複数の通信チャネルが用意された通信環境下で自律分散的なネットワーク動作を行なうための処理をコンピュータ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、前記コンピュータに対し、A computer program described in a computer-readable format so as to execute processing for performing autonomous distributed network operation on a computer in a communication environment in which a plurality of communication channels are prepared.
ビーコン信号を生成するビーコン生成手順と、A beacon generation procedure for generating a beacon signal;
周辺局から受信したビーコン信号を解析するビーコン解析手順と、A beacon analysis procedure for analyzing a beacon signal received from a peripheral station;
少なくともビーコン信号の送受信時刻に関する時刻情報と、使用する通信チャネルに関する通信チャネル情報とを管理する手順と、A procedure for managing at least time information related to transmission / reception times of beacon signals and communication channel information related to communication channels to be used;
ビーコン信号又はデータの送信時において、前記時刻情報及び前記通信チャネル情報に基づいて使用する通信チャネルを切り替え、ビーコン信号又はデータの送信を試みる手順と、At the time of transmitting a beacon signal or data, a procedure for switching a communication channel to be used based on the time information and the communication channel information and attempting to transmit a beacon signal or data;
ビーコン信号又はデータの受信時において、前記時刻情報及び前記通信チャネル情報に基づいて使用する通信チャネルを切り替え、ビーコン信号又はデータを受信する手順と、At the time of receiving a beacon signal or data, a procedure for switching a communication channel to be used based on the time information and the communication channel information and receiving a beacon signal or data;
を実行させることを特徴とするコンピュータ・プログラム。A computer program for executing
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