JP4442338B2 - 無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラム - Google Patents
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Description
インフラ・モードのBSSにおいては、無線通信システム内にコーディネイションを行なうアクセス・ポイントが必須である。すなわち、アクセス・ポイントは、自局周辺で電波の到達する範囲をBSSとしてまとめ、いわゆるセルラ・システムで言うところの「セル」を構成する。アクセス・ポイント近隣に存在する移動局は、アクセス・ポイントに収容され、BSSのメンバとしてネットワークに参入する。
もう一方のアドホック・モード時のIEEE802.11の動作について、図27を参照しながら説明する。
アドホック環境の無線LANネットワークにおいては、一般的に隠れ端末問題が生じることが知られている。隠れ端末とは、ある特定の通信局間で通信を行なう場合、通信相手となる一方の通信局からは聞くことができるが他方の通信局からは聞くことができない通信局のことであり、隠れ端末同士ではネゴシエーションを行なうことができないため、送信動作が衝突する可能性がある。
IEEE802.11におけるネットワーキングでは、アドホック・モード時のIBSSにおいても、移動局は必要に応じて送受信機の電源を落とすスリープ状態に入ることがある。
各通信局は、周辺局との時間同期状況を確認し、時間同期の修正が必要かどうかを判別し、時間同期の修正が必要な場合には、時間同期の修正処理を必ず実行するか又は所定の確率で修正処理を実行する、
ことを特徴とする無線通信システムである。時間同期の修正を行なう場合、通信局は、周辺局との同期タイミングの相違を示すパラメータの推定を行ない、該推定パラメータに基づいて時間同期の基準とする通信局を決定し、該基準となる通信局との時間同期を図る。
周辺局との同期タイミングの相違を示すパラメータの推定を行なう推定ステップと、
該推定パラメータに基づいて時間同期の基準とする通信局を決定し、該基準となる通信局との時間同期を図る同期獲得ステップと、
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。
図1には、本発明の一実施形態に係る無線ネットワークにおいて通信局として動作する無線通信装置の機能構成を模式的に示している。図示の無線通信装置100は、同じ無線システム内では効果的にチャネル・アクセスを行なうことにより、衝突を回避しながらネットワークを形成することができる。
本実施形態に係る自律分散型ネットワークでは、各通信局は、所定のチャネル上で所定の時間間隔でビーコン情報を報知することにより、近隣(すなわち通信範囲内)の他の通信局に自己の存在を知らしめるとともに、ネットワーク構成を通知する。ビーコンを送信する伝送フレーム周期のことを、本明細書では「スーパーフレーム(Super Frame)」と定義し、1スーパーフレームを例えば40ミリ秒とする。
通信局として動作する無線通信装置100は、特定の制御局を配置しない通信環境下で、緩やかな時分割多重アクセス構造を持った伝送(MAC)フレームにより伝送チャネルを効果的に利用した伝送制御、あるいはCSMA/CAに基づくランダム・アクセスなどの通信動作を行なう。
上述したように、制御局と被制御局の関係を有しない自律分散型の無線通信システムでは、各通信局はチャネル上で周期的にビーコン情報を報知することにより、近隣(すなわち通信可能範囲内)の他の通信局に自己の存在を知らしめるとともに、ネットワーク構成を通知する。通信局は伝送フレーム周期の先頭でビーコンを送信するので、伝送フレーム周期すなわちスーパーフレームはビーコン間隔によって定義される。また、各通信局は、スーパーフレームに相当する期間だけチャネル上をスキャン動作することにより、周辺局から送信されるビーコン信号を発見し、ビーコンに記載されている情報を解読することによりネットワーク構成を知る(又はネットワークに参入する)ことができる。
(2)マスタがネットワークから消滅した場合のマスタの再設定
(3)通信範囲が限定されることにより同一ネットワークに複数のマスタによる管理
(2)推定パラメータに基づく時間同期の基準とする通信局の決定
図14には、各通信局のビーコン送信手順について図解している。各通信局は、周辺で発信されるビーコンを聞きながら、緩やかに同期する。新規に通信局が現れた場合、新規通信局は既存の通信局のビーコン送信タイミング(スーパーフレームの先頭タイミングと等価)と衝突しないように、自己のビーコン送信タイミングを設定する。
時間同期の基準とする通信局を決定して時間同期を確保する手順について、図16及び図17を参照しながら説明する。
これまでの説明で、自局の時間スロット・タイミングよりBmin/2以内に遅れている通信局を時間同期の基準局とするというルール、さらには新規参入局が既存のネットワークの同期関係を確保しながら参入するというルールを適用することで、ネットワークを構成する通信局同士、あるいは交錯するネットワーク間の通信局同士で時間同期を確保することができることが理解できよう。
また、周辺局との時間スロット・タイミングの推定誤差により、各通信局において時間同期の基準となる通信局が自局であると誤って判断してしまい、その結果、推定誤差が連続して生じる場合には周辺局との時間同期がいつまでも確立できない可能性がある。
上述したような通信局同士の時間同期の獲得方法における別の問題点として、時間同期の収束タイミングによってネットワーク内における時間同期の確立が収束しない場合がある。
消費電力の低減を目的として、周辺局とデータの送受信を行なっていない通信局において、ある一定区間のみデータの受信を行ない、それ以外の時間ではビーコンの送信のみを行なう間欠受信モードが多くの無線ネットワークシステムで導入されている。
この項では、時間同期の修正までに要する時間の短縮化に重点を置いた同期獲得方法について説明する。
101…インターフェース
102…データ・バッファ
103…中央制御部
104…送信データ生成部
106…無線送信部
107…タイミング制御部
109…アンテナ
110…無線受信部
112…受信データ解析部
113…情報記憶部
Claims (3)
- 各通信局の自律分散的な動作により構築される無線通信システムであって、
各通信局は、周辺局との時間同期状況を確認し、時間同期の修正が必要かどうかを判別し、時間同期の修正が必要な場合には、時間同期の修正処理を必ず実行するか又は所定の確率で修正処理を実行する、
ことを特徴とする無線通信システム。 - 自律分散的な動作を行なう無線通信装置であって、
無線データを送受信する通信手段と、
前記通信手段による無線データの送受信動作を制御する通信制御手段と、
周辺局との時間同期状況を確認する時間同期確認手段と、
前記時間同期確認手段による確認結果に基づいて時間同期の修正が必要かどうかを判別し、時間同期の修正が必要な場合には、時間同期の修正処理を必ず実行するか又は所定の確率で修正処理を実行する同期獲得手段と、
を具備することを特徴とする無線通信装置。 - 自律分散的に動作するための無線通信方法であって、
周辺局との時間同期状況を確認する時間同期確認ステップと、
前記時間同期確認ステップにおける確認結果に基づいて時間同期の修正が必要かどうかを判別し、時間同期の修正が必要な場合には、時間同期の修正処理を必ず実行するか又は所定の確率で修正処理を実行する同期獲得ステップと、
を有することを特徴とする無線通信方法。
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